以圆柱蜗杆传动机构为研究对象,蜗轮体积最小为目标函数,蜗轮齿面接触强度、蜗杆刚度、蜗杆头数、蜗轮模数和蜗杆直径系数的限制等要求为约束条件,建立优化设计的数学模型。以Matlab为求解平台编写M文件进行优化设计,最终求得蜗轮蜗杆的最优结构尺寸,使得蜗轮齿圈体积减小到常规设计的75%,对于机械结构设计具有重要的意义。

结合机载导弹阵地战场抢修决策平台项目开发,应用基于相关因素的决策优化模型建模方法分析和建立了航空弹药挂载方案优化模型。该模型属于非线性约束的非线性二元规划模型。文末给出了该模型在某次作战任务中的应用实例,并采用遗传算法进行模型求解,分析了模型求解结果。

针对珩磨加工阀套孔生产率低、加工精度难控制等问题,开展了内孔珩磨技术研究,通过分析9Cr18不锈钢珩磨过程中材料去除率的变化规律,提出一套适用于珩磨加工的材料去除体积理论公式。同时为使珩后孔不同轴向位置处的孔径趋近一致,需要在上下越程处增设停留时间,以此改进初始模型。基于初始模型与优化模型分别开展单因素珩磨试验,结果表明,往复速度和珩磨压强是影响珩磨材料去除体积的显著因素,针对珩磨材料去除体积与珩后孔径差,优化模型与初始模型的预测结果分别与对应的试验结果对比,可发现优化模型预测精度相较于初始模型分别提高25%~30%。在越程段增设停留时间并不会降低加工效率,可提高珩后孔尺寸精度,实现材料去除体积的准确预测。

针对现有磁流变阻尼器功耗大、输出阻尼力低的问题,以磁流变阻尼器的低功耗化及轻量化为优化目标,建立磁流变阻尼器结构参数与优化目标之间的关系模型;采用多目标遗传算法对其结构参数进行优化,得出最优解;对优化后的磁流变阻尼器进行试验研究,验证所选参数的合理性。研究结果表明:优化后磁流变阻尼器的平均功耗降低了46%、最大阻尼力增加了30%;磁流变阻尼器的功耗与阻尼力之间存在相互平衡关系,为磁流变阻尼器的参数设计提供了理论和实验依据。

提出了基于QFD(质量功能展开)的优化设计方法,以EHA(电动静液作动器)能耗最小和作动筒质量最轻为目标,满足强度约束条件,定义EHA系统的参数关系矩阵(PRM),建立其优化设计模型.以某型EHA设计参数为例,应用遗传算法进行了优化.优化后的EHA质量减轻23.57%,能耗降低36.46%.优化结果表明,该设计方法值得在EHA设计中推广应用.

分别采用两种方法对某台桥式起重机主梁进行优化,讨论并比较了该两种方法优化结果的可行性。首先,通过ANSYS软件对桥机主梁进行分析,得出主梁跨中截面的变形和应力变化图,并且利用ANSYS优化模块对主梁截面尺寸进行优化,获得一组主梁截面优化数据;然后,以桥架主梁重量最轻为优化目标,建立主梁优化模型,并借用Matlab数值软件求解模型,获得另一组主梁优化数据;最后,通过对两组数据进行比较,分析了两种优化方法的优化结果的可行性及实用性。

介绍了导弹舱体连接结构的一般形式,分析了其中常用套环连接结构形式存在的不足,利用公理化设计理论进行连接结构设计方案优化,并提出一种基于公理化设计理论的通用产品方案设计与优化模型,用于指导导弹弹体结构方案设计与优化,提高导弹全生命周期内使用性能,满足军方用户要求。

为提高航天器用超低黏度齿轮泵的容积率和减轻泵的质量,基于泵周向和径向的两类主要泄漏,给出容积率的计算公式;以泵体积最小和容积率最大构建出双目标优化模型;针对只考虑内泄漏最小、综合考虑体积和内泄漏最小、只考虑泵体积最小的3种优化方案,分别进行优化计算并对相关参数的影响进行分析。结果表明,为适应介质的超低黏度,泵齿轮副的齿顶圆直径以及齿顶厚度应尽可能大,轴孔直径尽可能小;轴向间隙对泵容积率影响极大,为控制内泄漏之关键;过渡区采用无减少径向力措施的全齿密封,为提高容积率之最佳选择;较大的进油口和较小的出油口直径,利于提高泵容积率及避免因自吸力不足而造成泵的气穴现象。

主要研究超高压工况下，在不增大电磁换向球阀体积的情况下，使其灵敏可靠地换向，即针对减小其换向和复位时的各种阻力问题，对其主要参数进行优化设计。

介绍基于损伤力学和断裂力学结合的寿命预测模型，并应用于单体液压支柱的寿命预测。根据损伤力学基本连续损伤模型，将断裂力学帕里斯修正公式中应力替换，得到新的寿命预测模型。分析单体液压支柱恒阻工作的力学特性，根据强度理论和压杆稳定理论计算支柱受力极限理论值。建模优化模型，寻找最优材料损伤因子和应力幅，为寿命预测提供阈值。模型对支柱的损伤和预测具有积极意义。