为提高连杆机构的运动精度可靠性,提出一种利用多体动力学和支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)算法构建机构的运动模型并对其进行可靠度敏感性分析的方法。通过引入粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法对SVR的惩罚参数和核函数参数进行寻优,提高SVR的回归预测精度。为克服PSO容易早熟和搜索精度低等缺点,对惯性权重系数和学习因子进行改进,应用改进算法与标准PSO-SVR算法并结合蒙特卡洛模拟对四杆机构的可靠度敏感性进行分析研究。通过实验对比表明,改进的算法收敛速度更快、回归预测精度更加接近于蒙特卡洛模拟,且计算速度优于蒙特卡洛模拟。

以重量减轻为目标,对启闭机门架结构的确定性优化结果进行可靠性分析,优化结果的可靠度为86.5%,可靠度不高。针对传统确定性优化设计中没有考虑不确定因素对产品性能和质量的影响,其优化结果可靠性和稳健性往往较低的问题。基于6σ质量设计方法、蒙特卡洛模拟法、多岛遗传算法,采用多学科设计优化软件ISIGHT对门架结构进行6σ稳健优化设计。计算结果表明,经6σ稳健优化后门架结构自重降低了21.6%,其可靠性和稳健性显著提高,可靠度达到98%,为门式启闭机门架优化设计提供理论指导。

光学相干层析成像(optical coherence tomography,OCT)是近年来快速发展的一种生物组织高分辨力实时成像技术.由于生物组织的复杂性,故一直没有完美的OCT理论模型.现利用结合米氏理论(Mie theory)的蒙特卡洛算法研究光在生物组织(高散射介质)内的行为,并以此为基础建立了一种OCT理论模型.然后利用该模型模拟重建了多层介质的图像,分析了空间滤波和偏振光对图像质量的影响,获得了较理想的结果.

运用Monte Carlo方法模拟了伽玛刀Leksell gamma unit在体模中的吸收剂量的分布，计算结果与实验结果基本相符.

为了研究在机床设计阶段导轨零部件形位误差的不确定性对加工误差的影响，提出了基于机床导轨形位误差不确定性的运动误差等效分析方法，并采用多体系统理论建立导轨形位误差与机床加工误差的不确定误差模型。首先采用区间参数和小位移旋量描述了导轨的形位误差，并采用蒙特卡洛（Monte Carlo）模拟方法进行不确定模拟仿真，获得满足约束的形位误差分布。基此，将不确定的形位误差等效为滚动体的弹性变形，建立运动误差的求解模型，进而结合多体系统理论实现机床加工误差的不确定分析。最后，以某加工中心为例，基于提出的方法分析了不同的形位公差下机床加工误差的分布规律，结果表明加工误差与机床导轨的平面度公差几乎呈线性变化，且平面度公差影响程度大于垂直度公差和平行度公差。

针对活齿传动共轭啮合导致传动误差影响因素复杂的情况,以二齿差摆杆活齿传动机构为研究对象,采用速度瞬心法,推导各啮合副瞬时传动比,运用作用线增量法分别得到摆杆活齿与激波器和中心轮的传动误差,结合多齿啮合传动特性,最终构建二齿差摆杆活齿传动误差模型。通过统计分析和实例计算,结果表明,中心轮误差对传动误差的影响最大,摆杆活齿误差的影响次之,激波器误差的影响最小,该研究方法能直观地获得活齿传动机构传动误差的分布情况,提出的精度设计方案能够满足装备传动技术需求。