针对影响高压螺纹插装式溢流阀不同性能间的结构参数存在耦合、难以进行综合性能优化的问题,提出一种多目标粒子群算法对其综合性能进行结构优化。基于高压螺纹插装式溢流阀的结构特征建立启闭特性、调压偏差和稳定性数学模型,基于一阶灵敏度分析结构参数对其动态响应的影响规律,根据结构与性能间映射关系,以开启率、调压偏差、稳定性、动态响应性性能提升为优化目标,以耦合结构参数为变量,建立综合性能优化模型,通过粒子群算法以Pareto集的形式得到耦合结构参数最优解。实验结果表明优化后的高压螺纹插装式溢流阀压力振摆降低22.7%、开启率提高1.5%、压力流量梯度降低14.58%、阀前压力超调量降低14.1%、响应时间缩短9.52%。

为研究无人机水下发射的可行性及其弹射过程动力学性能,对系统主要参数进行影响规律和灵敏度分析。通过研究机械结构和传动系统的耦合特性,建立基于AMESim和ADAMS的水下发射试验系统动力学联合仿真模型,在发射角10°~90°范围内对3种类型无人机进行仿真,得到发射速度随发射角和储气瓶压力的变化规律;利用局部灵敏度分析方法,对储气瓶压力、储气瓶容积、气缸有效面积和行程4个关键参数进行了影响发射速度和加速时间的规律分析。结果表明:在相同压力下,随着发射角的增大和无人机模型质量的减小,其脱离发射架的速度逐渐增大;影响发射速度灵敏度最大的参数为储气瓶压力,随着压力的增大,速度增大的幅度逐渐减小;影响加速过程时间灵敏度最大的参数为储气瓶压力和气缸有效面积。

针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题,提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数,主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析,筛选出6个关键尺寸作为优化参数;采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型,通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性,优化后的主轴箱质量减轻了13.58%。

绳索驱动的分段式蛇形空间机械臂通常具有相同结构的模块化关节,能够在狭小空间中灵巧操作,其精度是制约机器人发展的主要因素。为了提高蛇形空间机械臂的位置精度,指导蛇形空间机械臂的精度设计,以单个2-DOF关节为对象,提出一种正则化的运动学标定方法。首先,对具有多重映射关系的2-DOF关节的运动学进行分析,通过矩阵全微分理论建立包含所有几何误差参数的误差模型。然后,对2-DOF关节各部件的所有误差源进行灵敏度分析,依据3σ原则和理想的位置精度设计指标指导各部件的公差设计。最后,考虑所有的制造和装配误差,采用正则化方法对2-DOF关节进行误差辨识,用于补偿控制器中的名义运动学模型。结果表明,经过修正后的运动学模型的位置精度提高了50%,验证了运动学标定的有效性。

为增强链轮结构的静态刚度及有效抑制外界激励的影响,将多目标理论并结合拓扑优化理论引入到链轮结构的设计。依据链轮的真实工况,分别对其进行静态刚度和动态固有频率最大化的优化设计。基于折衷规划法定义静态刚度和动态固有频率的多目标函数,并以体积分数为约束条件构建链轮结构的SIMP拓扑优化模型,基于OptiStruct的优化准则算法进行多目标优化求解。运用伴随变量法求解多目标函数相对设计变量的灵敏度,为结构整体性能改善及优化提供准确的梯度信息。最后,以链轮多目标优化结果为参考,基于SolidWorks进行二次设计,并对其进行静力学和模态分析用以验证优化前后结果的正确性。该方法对考虑多个目标的工程结构优化设计具有实际意义。

针对质量屋构建过程中需求信息的不确定性、模糊性及动态性,提出基于直觉模糊集的顾客需求竞争优先度及灵敏度分析方法。分析过程中充分考虑决策者的异质性,初始评估信息以多种形式给出,并最终一致化为直觉模糊集;提出基于顾客需求偏好的改进Kano模型,用于确定顾客需求的修正系数;集结一致化的初始评估信息及修正系数进行顾客需求的综合竞争性分析;考虑顾客需求的动态特征,对顾客需求竞争性进行灵敏度分析。以某科技公司的软件系统的顾客需求竞争性及灵敏度分析为例,验证了所提方法的有效性和可行性。

介绍了可靠性分析的相关概念和计算可靠性灵敏度的方法。首先利用Solid Works软件对方形板进行三维建模,通过有限元分析软件Hyper Works对其进行应力分析,然后通过可靠性分析软件NESSUS调用H yper Works软件的分析结果进行可靠性分析。分析结果给出了经过多种概率计算方法验证的方形板失效概率和在给定参数条件下对方形板的失效概率有影响的主要因素以及各个参数的灵敏度和重要度。该分析方法得出的结果可根据可靠性灵敏度调整结构的可靠性,对提高机械结构的可靠度有重要的参考价值。

针对半车液压互联悬架防侧倾模型进行频域分析,建立了四自由度机械和液压耦合系统的动力学方程,根据系统的频响函数和路面输入分别得到垂直模态和侧倾模态下的加速度功率谱密度响应。采用Sobol全局灵敏度分析方法计算了液压参数对垂直响应和侧倾响应的灵敏度,并对计算结果进行分析。分析结果表明：与液压缸上下腔连接的阻尼阀的压力泄漏系数对垂直模态响应影响较大;蓄能器参数及与蓄能器连接的阻尼阀的压力泄露系数对侧倾模态响应影响较大。本研究可用于对汽车液压互联悬架系统进行平顺性评估以及后续的参数优化。