【摘要】：產(chǎn)品預測設計技術是隨著科學技術發(fā)展和計算機仿真技術的廣泛應用而發(fā)展起來的一門新興的科學技術。預測設計技術的核心是在產(chǎn)品設計過程中建立預測模型,對其各項性能進行預測。以往機械產(chǎn)品預測設計模型的建立,主要以CAE為依托,利用相關的CAE軟件對產(chǎn)品進行仿真分析,得到仿真設計模型,用于指導試制樣件。然而對于復雜產(chǎn)品,將仿真設計模型用于預測設計不僅計算復雜、耗時昂貴,而且較難使用智能優(yōu)化方法進行優(yōu)化設計。近年來,通過眾多學者的研究,近似模型技術可以有效地簡化復雜系統(tǒng)或者復雜產(chǎn)品的設計過程,節(jié)約CAD/CAE仿真昂貴的計算成本,并且可以方便的應用啟發(fā)式算法,達到優(yōu)化設計的目的,對現(xiàn)代機械產(chǎn)品的研發(fā)有重要的指導意義和借鑒意義。然而,使用近似模型建立預測設計模型時依然面臨很多問題,對于昂貴仿真得到的有限樣本,近似模型類型的選擇原則、近似模型的精度和近似模型優(yōu)化結(jié)果的可行性,仍然是一個艱巨的課題。為此,本文以國家重點基礎項目研究基金(No.A0920131001)和兵器工業(yè)集團某所的軍工項目(No.20140661)為研究背景,研究特種車輛部件的設計問題,提出一種組合近似模型預測設計方法,并且考慮機械設計中的保守預測,進而將兩者結(jié)合。本文的主要工作主要包括以下三個方面：(1)提出一種組合近似模型方法。對復雜工程問題建立預測設計模型時,不再單一的使用一種近似模型,而是使用近似模型集。將進化多Agent策略引入組合近似模型,實現(xiàn)對基本近似模型自身參數(shù)的進化,最小化擬合過程中的均方根誤差,得到基本近似模型的權值,進而將他們組合,形成組合近似模型。分析函數(shù)和工程實例實驗表明,該組合近似模型具有更好的預測精度和魯棒性。(2)提出一種保守近似模型預測設計方法。在建立近似預測設計模型時,引入安全裕度,保守地預測產(chǎn)品結(jié)構分析中的最大應力、使用壽命等相關性能,從而保證了優(yōu)化設計結(jié)果的可行性。使用交叉驗證法根據(jù)具體問題需要的保守水平,設計相應的安全裕度。提出一種小樣本處理技術,并且使用組合近似模型擬合誤差累積分布函數(shù),得到基于組合近似模型的保守近似模型預測設計方法。分析函數(shù)和工程實例實驗表明,在指定保守水平時,本方法預測結(jié)果具有較好的精度。(3)基于上述研究成果,構建了特種車輛型號研制預測設計平臺,有效管理車輛部件研發(fā)過程中的設計數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)。集成組合近似模型預測設計系統(tǒng),進行數(shù)據(jù)分析預測研究,為實現(xiàn)預測設計和優(yōu)化設計提供數(shù)據(jù)支撐。以某車型驅(qū)動橋殼的預測設計為例,驗證了基于本文方法的預測設計平臺的有效性。本文課題以基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的特種車輛零部件預測設計為研究背景,給出一種進化多Agent組合近似模型和保守預測設計方法。本文方法有助于車輛零部件新型號的設計,期望能夠為復雜機械產(chǎn)品的研發(fā)提供技術支持和理論依據(jù)。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ810.2

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 呂曉江;谷先廣;王國榮;周大永;劉衛(wèi)國;;基于組合近似模型的可靠性優(yōu)化方法在行人柔性腿型碰撞中應用研究[J];機械工程學報;2016年10期

2 李志華;曾慧毅;聶超;劉婷婷;;一種優(yōu)化迭代權因子的組合代理模型構建方法[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2016年07期

3 閆雪鋒;段國林;許紅靜;;面向復雜機電系統(tǒng)虛擬樣機技術研究綜述[J];計算機集成制造系統(tǒng);2014年11期

4 趙軻;高正紅;黃江濤;李靜;;基于PCE方法的翼型不確定性分析及穩(wěn)健設計[J];力學學報;2014年01期

5 龍騰;郭曉松;彭磊;劉莉;;基于信賴域的動態(tài)徑向基函數(shù)代理模型優(yōu)化策略[J];機械工程學報;2014年07期

6 何星星;廖瑛;李志;;基于代理模型的QPSO算法及結(jié)構優(yōu)化應用[J];中國空間科學技術;2013年04期

7 呂輝;于德介;謝展;路懷華;;基于響應面法的汽車盤式制動器穩(wěn)定性優(yōu)化設計[J];機械工程學報;2013年09期

8 孫建勛;張立強;陳建江;劉繼紅;;飛行器總體多學科集成設計平臺[J];計算機集成制造系統(tǒng);2012年01期

9 潘鋒;朱平;;面向約束優(yōu)化的改進響應面法在車身輕量化設計中的應用[J];機械工程學報;2011年10期

10 肖立峰;張廣泉;張以都;;基于Kriging代理模型的結(jié)構形狀優(yōu)化方法[J];機械設計;2009年07期

相關博士學位論文 前4條

1 盧金娜;基于優(yōu)化算法的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡模型的改進及應用[D];中北大學;2015年

2 潘鋒;組合近似模型方法研究及其在轎車車身輕量化設計的應用[D];上海交通大學;2011年

3 向國齊;支持向量回歸機代理模型設計優(yōu)化及應用研究[D];電子科技大學;2010年

4 戴磊;基于CAD/CAE集成技術的開放式參數(shù)化結(jié)構形狀優(yōu)化設計平臺[D];大連理工大學;2008年

本文編號：2734293