AHW作为美国首飞即成功完成高超声速助推滑翔飞行试验的飞行器受到越来越多的关注。本文针对该类钝双锥十字形小尺寸弹翼外形气动布局阶段的共性问题进行了研究。基于参数化方法建立的基本外形和工程气动力估算模型,采用正交设计方法进行了参数敏感性分析,并对正交优化结果进行了数值模拟验证分析,在此基础上利用多目标优化方法完成了弹体布局的进一步优化。同时在优化外形基础上考虑气动特性以及总体和防热需求,对操纵面的类型、质心与操纵面尺寸配置以及操纵效率进行了探讨分析,给出了气动布局建议。研究表明,该类布局方式可以获得较高的配平升力、配平升阻比及容积率,并且合理的质心位置/舵面尺寸的组合可以实现操纵性需求,是高超声速滑翔飞行器的一种潜在布局方案。

为解决以液压凿岩台车为代表的钻爆法施工装备无法基于定制化需求的快速模块化配置选型的问题,研究了一种基于综合需求的钻爆法施工装备模块化配置设计方法.在装备模块化设计的基础上,将装备综合性能、成本和货期作为优化目标,隧道施工和客户个性化需求作为模块配置约束条件,构建了装备配置优化模型,采用改进型非支配排序多目标遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSAG-Ⅱ)对模型求解,可快速生成满足定制化需求的装备最优配置方案.以基于定制化综合需求的液压凿岩台车模块化快速配置设计为例,验证了方法的可行性和有效性.

飞机地面除冰系统是保障冰雪天气民航飞行安全的重要装备,加热管是该系统的关键元件。为满足对高黏度除冰液的快速加热需求,提出一种新型双螺旋梯形槽管。建立以槽深h、上底宽m、底角θ为结构特征参数的异型管数学模型,采用多项式函数构建响应面近似模型,综合考虑结构参数对努塞尔数、阻力系数和综合评价指标的影响。利用非支配排序遗传算法进行多目标优化,筛选得到结构参数的Pareto最优解集。结果表明:当h∈[1. 06,1. 08]、m∈[0. 17,0. 33]和θ∈[84. 06,84. 75]时,努塞尔数提高了78. 7%,综合评价指标提高了60%~62%。优化后的异型管可实现除冰液的快速加热,有利于提高航班正点率。

为了提高机器人运动轨迹的控制效果,提出一种基于多目标优化克隆算法的机器人模糊控制方案。分析了克隆变异算法的等级支配关系及增殖机制,并基于多目标优化策略对算法的性能进行优化;基于目标函数向量识别出理想曲线的最优解,实现对机器人系统运动轨迹优化和动态控制补偿。搭建仿真平台验证所提控制算法的有效性,从对机器人各关节运动数据采样对比可知:所提出算法的轨迹控制偏差更小,控制轨迹更接近于理想轨迹,尤其是在加入噪声和干扰信号的条件下控制效果的优势更明显。

针对汽车行业对制造系统以及包括夹具在内的所有部件的高模块化和灵活性的要求,提出一种具有高自配置性和灵活性的夹具系统。其中,安装在并联机构末端执行器上的夹具具有高刚度、高精度、可重构性,并且可以通过编程使其在工作空间中移动的特点。而并联机构作为自配置夹具系统的支持单元,在工作空间和动态特性方面具有一定的局限性。为了提高并联机构的综合工作性能,在工作空间中,分别以全局运动条件数和全局动态条件数作为运动灵巧性和动态灵巧性的评价标准。以工作空间体积、全局运动条件指标和全局动态条件指标为目标函数,对并联夹具机构进行优化,得到优化后的结构参数。

由于汽车覆盖件塑性变形过程复杂,容易产生多种质量缺陷,最优成形工艺参数难以确定。现将正交试验设计方法、灰色关联分析法与冲压数值仿真相结合,针对拉延工艺参数进行优化设计,借助板料成形仿真软件Pam Stamp对某汽车翼子板拉延过程数值仿真。通过仿真数据分别计算单目标函数关联度系数,多目标函数关联度和自变量对理想质量目标平均关联度,从而全面衡量压边力、摩擦因子及拉延筋几何尺寸对翼子板拉延成形质量影响,确定最优拉延工艺参数组合,为汽车覆盖件成形工艺参数设计提供理论依据。

针对静态多工况刚度和动态振动频率为目标的多目标优化问题,对广义平均距离公式做了研究,并且将其理论应用在结构多目标优化问题中。通过对平均距离公式中的变量赋予不同的参数,最终灵活地构建出不同的目标函数数学模型;采用加权平均的方法确定刚度和频率的综合目标函数。通过一个实例对其建立的目标函数进行验证,并将在随机抽出的四种目标函数在结果上做了简单对比。研究结果表明,采用目标函数一和目标函数四使第一阶固有频率增加了11.22%,采用目标函数二和目标函数三分别使第一阶固有频率提高了24.02%和22.98%,同时优化后各工况的最后的柔度数值结果基本相同,从而说明了广义平均距离公式思想在构建多目标结构优化数学模型上的可行性和灵活多变性。

薄壁吸能结构的抗弯性能对于汽车碰撞安全是至关重要的,然而影响薄壁结构吸能特性的因素非常复杂,在具体结构设计的过程中还需要兼顾轻量化因素,这就使得薄壁结构弯曲吸能特性的优化工作难以开展。为了解决上述问题,对单帽型薄壁梁抗弯性能进行了有限元仿真分析,并与试验曲线进行对比,进而验证了数值模型的可靠性。为进一步提高单帽型梁的抗弯性能,利用RBF响应面近似模型、NSGA-Ⅱ多目标优化设计方法,进行了单帽型薄壁结构的弯曲吸能特性优化设计。优化结果表明,该方法利用响应面近似模型能够非常精确的拟合单帽梁比吸能及加载力最大峰值与各个影响因素之间的关系,通过优化提高了薄壁结构的弯曲吸能特性,能够在汽车被动安全优化设计中,对汽车B柱、门槛梁等关键部件的尺寸优化起到指导作用。相比于以往研究,采用了试验验证的方式...

为改善轻型卡车的操纵稳定性，运用ADAMSIC8r模块对某轻型卡车的双横臂独立悬进行建模，通过平行轮跳实验，在ADAMS／PostProcessor中分析车轮定位参数的变化。针对车轮外倾角、前轮前束角；主销后倾角随轮跳变化幅度较大问题，对悬架部分硬点坐标进行多目标优化，通过迭代计算得到最优解。优化后车轮外倾角、前轮前束角、主销后倾角的变化范围符合设计要求，悬架的操纵稳定性提高。

根据RV减速器传动原理及其结构上的特点，建立了二级传动零部件的尺寸链，在满足RV减速器装配精度要求的前提下，以剩余的零部件数量最少为目标，建立了RV减速器选配问题的数学模型，利用多目标遗传算法对该问题进行了优化求解，最后通过实例对该方法进行了验证，提高了装配成功率，对RV减速器的批量化生产具有重要的参考意义。