發(fā)布時間：2018-10-25 11:14

【摘要】：在傳統(tǒng)的結構優(yōu)化設計研究中,設計變量通常被視為確定的量,并沒有考慮它們可能產(chǎn)生的的不確定性,這也最終會導致結構性能的不穩(wěn)定。因此有必要考慮設計變量實際中存在的變差,本文即以火炮中的典型部件為研究對象,研究和探索了結構穩(wěn)健優(yōu)化設計方法在典型機械結構中的應用。 首先對結構穩(wěn)健優(yōu)化設計方法進行了深入的研究,在iSIGHT中進行了優(yōu)化算法的二次開發(fā),將多島遺傳算法與改進Hooke-Jeeves算法相結合,提出一種基于組合優(yōu)化算法的6σ結構穩(wěn)健優(yōu)化設計方法。 其次建立了閉氣結構和后大架的三維實體參數(shù)化模型,并在ABAQUS里進行靜力學剛強度分析,評估其結構性能。在iSIGHT中,搭建結構穩(wěn)健優(yōu)化設計平臺,集成PRO/E和ABAQUS,實現(xiàn)機械結構的“設計—分析—穩(wěn)健優(yōu)化—再設計”。 最后提出一種中心加密試驗設計方法,對初始設計空間進行更加有效的探索；為了得到設計響應和設計變量之間的關系,需要進行大量的實驗,這必將消耗大量的資源和時間,因而本文分析研究了響應面與Kriging兩種近似模型,將Kriging近似模型應用到實例中,極大地降低了計算時間；多島遺傳算法中的遷移操作保持了優(yōu)化解的多樣性,提高了包含全局最優(yōu)解的機會,但收斂速度較慢,本文開發(fā)的改進Hooke-Jeeves算法,可以進行有效的局部加速搜索,提高了得到全局最優(yōu)解的機會,應用本文開發(fā)的這種組合優(yōu)化算法,可以很好的提高結構穩(wěn)健優(yōu)化設計的效率。 閉氣結構與后大架穩(wěn)健優(yōu)化設計的成功,說明了本文研究與探索的結構穩(wěn)健優(yōu)化設計方法是具有一定的實用價值,可以解決機械結構設計中的一些實際問題。
[Abstract]:In the traditional research of structural optimization design, design variables are usually regarded as deterministic quantities, and the uncertainties that they may produce are not considered, which will eventually lead to instability of structural performance. Therefore, it is necessary to consider the variation of design variables in practice. In this paper, the application of structural robust optimization design method in typical mechanical structures is studied and explored, taking the typical parts of artillery as the research object. Firstly, the structure robust optimization method is deeply studied, and the optimization algorithm is redeveloped in iSIGHT. The multi-island genetic algorithm is combined with the improved Hooke-Jeeves algorithm. A 6 蟽 structure robust optimal design method based on combinatorial optimization algorithm is proposed. Secondly, the three-dimensional solid parameterized model of the air-closed structure and the rear frame is established, and the statically rigid strength analysis is carried out in ABAQUS to evaluate its structural performance. In iSIGHT, the structural robust optimization design platform is built, and PRO/E and ABAQUS, are integrated to realize the "design-analysis-robust optimization-re-design" of mechanical structures. Finally, a central encryption experiment design method is proposed to explore the initial design space more effectively. In order to obtain the relationship between design response and design variables, a large number of experiments are needed, which will consume a lot of resources and time. Therefore, the response surface and Kriging approximation models are analyzed and studied in this paper, and the Kriging approximation model is applied to an example, which greatly reduces the computing time, and the migration operations in the multi-island genetic algorithm maintain the diversity of the optimal solutions. The opportunity to include the global optimal solution is improved, but the convergence rate is slow. The improved Hooke-Jeeves algorithm developed in this paper can carry out effective local acceleration search and improve the chance of obtaining the global optimal solution. It can improve the efficiency of structural robust optimization design. The success of the structural robust optimization design of the closed air structure and the rear frame shows that the structural robust optimization design method studied and explored in this paper is of certain practical value and can solve some practical problems in the mechanical structure design.
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH122

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王海捷;吳其軍;馬玉聰;;基于“田口方法”的大口徑機槍遙控槍塔的穩(wěn)健性研究[J];兵工自動化;2008年05期

2 趙秀婷;張文明;申炎華;范進楨;;基于iSIGHT的濕式多盤制動器穩(wěn)健設計[J];工程機械;2006年11期

3 李泳鮮,孟慶國,姬振豫;機械穩(wěn)健設計的研究概況與趨勢[J];工程設計;1999年01期

4 趙媚;潘爾順;郭瑜;孫志禮;;基于雙響應曲面法的穩(wěn)健參數(shù)設計[J];工業(yè)工程與管理;2010年01期

5 苑明舫;換熱器運行穩(wěn)健度的蒙特卡羅評價方法[J];化工裝備技術;1999年02期

6 孟憲舉,張策,詹敏晶,師忠秀;用蒙特卡羅法進行軌跡創(chuàng)成連桿機構的穩(wěn)健性分析[J];機械科學與技術;2004年02期

7 許煥衛(wèi);孫偉;張旭;;基于混合響應面的多目標穩(wěn)健設計[J];機械科學與技術;2008年05期

8 陳立周,翁海珊;工程穩(wěn)健優(yōu)化設計[J];機械設計;1998年08期

9 楊冬梅,室津義定;結構穩(wěn)健性設計與考慮不確定因素的優(yōu)化設計的比較[J];力學與實踐;2001年03期

10 程賢福;;穩(wěn)健設計法在抓斗優(yōu)化設計中的應用[J];煤礦機械;2008年01期

相關博士學位論文 前2條

1 孟憲舉;基于穩(wěn)健設計的含間隙彈性連桿機構分析與綜合[D];天津大學;2003年

2 李永華;穩(wěn)健可靠性理論及優(yōu)化方法研究[D];大連理工大學;2006年

相關碩士學位論文 前7條

1 張瑞紅;基于數(shù)學模型的現(xiàn)代穩(wěn)健優(yōu)化設計[D];河北工業(yè)大學;2000年

2 趙紅霞;回轉窯輪帶的穩(wěn)健優(yōu)化設計[D];武漢理工大學;2002年

3 張國棟;結構優(yōu)化與非線性有限元技術在炮閂閉氣結構中的應用研究[D];南京理工大學;2003年

4 彭程遠;穩(wěn)健設計方法及其在飛行器設計中的應用研究[D];西北工業(yè)大學;2004年

5 鐘玉湘;結構魯棒設計方法及其應用[D];華中科技大學;2004年

6 丁繼鋒;飛行器設計中的穩(wěn)健設計方法研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

7 夏威;基于穩(wěn)健設計噴氣織機關鍵零部件可靠性優(yōu)化設計研究[D];蘇州大學;2007年

，

本文編號：2293544