機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括概念設(shè)計(jì)、基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)階段。每個(gè)階段都存在著“設(shè)計(jì)-優(yōu)化-再設(shè)計(jì)”的循環(huán)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD，Computer Aided Design）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE，Computer Aided Engineering）技術(shù)的不斷發(fā)展，使機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量有了較大提高。然而，隨著產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求不斷提高，高效率、高精度、低成本的設(shè)計(jì)成為了設(shè)計(jì)者追求的目標(biāo)。因此，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要在短周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)低成本高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文在研究現(xiàn)有機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，研究了基于網(wǎng)格數(shù)據(jù)的CAD有限元模型到CAE模型的轉(zhuǎn)換方法，建立了以參數(shù)化設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，共享數(shù)據(jù)庫(kù)為支承的雙向相關(guān)模型轉(zhuǎn)換機(jī)制，推導(dǎo)了雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化（BESO，The Bi-direcfionalEvolutionary Structural Optimization）法進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型，提出了基于精英保留策略的遺傳雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化（GBESO，Genetic Bi-direcfional EvolutionaryStructural Optimi... 

【文章頁(yè)數(shù)】：137 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 CAD/CAE 快速響應(yīng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 快速響應(yīng)設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵
        1.2.2 CAD/CAE 集成技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究
        1.3.1 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的插值方法研究
        1.3.3 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的求解算法研究
    1.4 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果模型重構(gòu)
        1.4.1 拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象研究
        1.4.2 優(yōu)化結(jié)果幾何模型重構(gòu)
    1.5 研究問(wèn)題的提出
    1.6 本文研究?jī)?nèi)容
2 雙向相關(guān)的 CAD/CAE 快速響應(yīng)技術(shù)研究
    2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程及存在問(wèn)題分析
    2.2 CAD/CAE 快速響應(yīng)方法及實(shí)現(xiàn)流程
        2.2.1 快速響應(yīng)方法的提出
        2.2.2 快速響應(yīng)的內(nèi)容及流程
    2.3 CAD/CAE 快速響應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)
        2.3.1 CAD 模型及其參數(shù)化設(shè)計(jì)研究
        2.3.2 CAD 與 CAE 系統(tǒng)間的模型轉(zhuǎn)換機(jī)制研究
        2.3.3 雙向相關(guān)模型轉(zhuǎn)換機(jī)制研究
    2.4 彈槽導(dǎo)引的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.4.1 彈槽導(dǎo)引參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.4.2 優(yōu)化結(jié)果分析與討論
    2.5 本章小結(jié)
3 基于 BESO 法的機(jī)械結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法研究
    3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述
        3.1.1 基本概念
        3.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的層次
    3.2 三維結(jié)構(gòu) BESO 法拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型研究
        3.2.1 BESO 優(yōu)化設(shè)計(jì)思路
        3.2.2 輕量化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)建模
        3.2.3 應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)建模
        3.2.4 剛度最大化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)建模
    3.3 推彈體結(jié)構(gòu)的 BESO 法拓?fù)鋬?yōu)化
        3.3.1 推彈體的邊界約束條件及載荷
        3.3.2 推彈體結(jié)構(gòu)剛度最大化設(shè)計(jì)
        3.3.3 優(yōu)化結(jié)果分析與討論
    3.4 本章小結(jié)
4 機(jī)械結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的 GBESO 尋優(yōu)算法研究
    4.1 BESO 法尋優(yōu)過(guò)程中存在的問(wèn)題分析
    4.2 遺傳算法研究
        4.2.1 遺傳算法概述
        4.2.2 遺傳算法的主要流程
        4.2.3 運(yùn)行機(jī)制
        4.2.4 遺傳算法的基本原理
    4.3 基于遺傳進(jìn)化策略的 BESO 算法研究
        4.3.1 GA 和 BESO 算法尋優(yōu)方式對(duì)比
        4.3.2 GBESO 算法進(jìn)化機(jī)理
        4.3.3 GBESO 法尋優(yōu)過(guò)程
    4.4 基于 GBESO 算法的多約束多工況拓?fù)鋬?yōu)化
        4.4.1 應(yīng)力位移雙約束下的輕量化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型
        4.4.2 GBESO 法尋優(yōu)的關(guān)鍵問(wèn)題
    4.5 彈槽隔板多工況拓?fù)鋬?yōu)化與討論
        4.5.1 多工況拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法
        4.5.2 彈槽隔板優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.5.3 優(yōu)化結(jié)果分析與討論
    4.6 本章小結(jié)
5 基于特征和約束的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果模型重構(gòu)
    5.1 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果存在問(wèn)題分析
    5.2 基于逆向工程的模型重構(gòu)研究
        5.2.1 逆向工程模型重構(gòu)的提出
        5.2.2 逆向工程建模分析
        5.2.3 基于特征和約束的模型重構(gòu)實(shí)現(xiàn)流程
    5.3 基于特征和約束的模型重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究
        5.3.1 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果數(shù)據(jù)獲取
        5.3.2 點(diǎn)云噪聲剔除與光順濾波
        5.3.3 面向制造的孔洞修復(fù)
        5.3.4 特征提取和約束識(shí)別
        5.3.5 特征擬合
    5.4 彈槽隔板的優(yōu)化結(jié)果幾何模型重構(gòu)
    5.5 本章小結(jié)
6 彈鼓結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
    6.1 某供彈系統(tǒng)彈鼓結(jié)構(gòu)概述
    6.2 彈鼓結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化
        6.2.1 彈鼓結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模
        6.2.2 彈鼓結(jié)構(gòu)的快速 CAE 分析
        6.2.3 優(yōu)化后的彈鼓模型
    6.3 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果仿真分析
        6.3.1 準(zhǔn)靜態(tài)特性分析
        6.3.2 模態(tài)分析
        6.3.3 分析結(jié)果討論
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 全文工作總結(jié)
    7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于U/S/W體系結(jié)構(gòu)的快速響應(yīng)CAE技術(shù)[J]. 吳淑芳,王宗彥,黃飛,王喬,秦慧斌.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2014(02)
[2]一種CAD和CAE數(shù)據(jù)集成方式研究[J]. 尹作重,李江華,李晨希,杜峻.  制造業(yè)自動(dòng)化. 2013(11)
[3]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的一種新變密度法[J]. 毛虎平,蘇鐵熊,李建軍,王應(yīng)紅.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2013(05)
[4]基于雙層規(guī)劃的白車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 高云凱,王婧人,方劍光,王園.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(22)
[5]基于變厚度雜交元的二維連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 賴云山,馬海濤.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2012(06)
[6]CAD與CAE集成的等幾何分析[J]. 傅曉錦.  上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào). 2011(06)
[7]改進(jìn)的雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)法的基本原理及應(yīng)用[J]. 段艷嬌.  工程建設(shè)與設(shè)計(jì). 2011(S1)
[8]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法評(píng)述[J]. 夏天翔,姚衛(wèi)星.  航空工程進(jìn)展. 2011(01)
[9]基于協(xié)同優(yōu)化和多目標(biāo)遺傳算法的車身結(jié)構(gòu)多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 王平,鄭松林,吳光強(qiáng).  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[10]A Bionic Approach for Topology Optimization for Tension-only or Compression-only Design[J]. Kun Cai,Jiao ShiCollege of Water Resources and Architectural Engineering,Northwest A&F University,Xianyang 712100,P.R.China.  Journal of Bionic Engineering. 2010(04)

博士論文
[1]基于CAD/CAE集成模型的塑料注射模優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)[D]. 李慶.華中科技大學(xué) 2012
[2]自動(dòng)分組遺傳算法的改進(jìn)及在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用[D]. 劉曉峰.大連理工大學(xué) 2011
[3]智能優(yōu)化算法評(píng)價(jià)模型研究[D]. 楊勁秋.浙江大學(xué) 2011
[4]海量數(shù)據(jù)點(diǎn)三維重構(gòu)中一類關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 李晉江.山東大學(xué) 2010
[5]邊界表示實(shí)體模型簡(jiǎn)化方法研究[D]. 孫銳.浙江大學(xué) 2010
[6]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型討論及其應(yīng)用[D]. 喬赫廷.大連理工大學(xué) 2011
[7]面向大批量定制的快速響應(yīng)設(shè)計(jì)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 侯守明.東北大學(xué) 2010
[8]基于遺傳算法的連續(xù)梁橋優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用研究[D]. 唐海紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[9]實(shí)數(shù)編碼遺傳算法機(jī)理分析及算法改進(jìn)研究[D]. 朱燦.中南大學(xué) 2009
[10]三維重建應(yīng)用系統(tǒng)研究[D]. 高劍.山東大學(xué) 2009

碩士論文
[1]逆向工程模型重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[D]. 曹曉興.鄭州大學(xué) 2012
[2]網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下橋式起重機(jī)參數(shù)化CAE技術(shù)研究[D]. 黃飛.中北大學(xué) 2012
[3]面向網(wǎng)絡(luò)化的機(jī)械產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)平臺(tái)研究與開(kāi)發(fā)[D]. 虞國(guó)軍.中北大學(xué) 2012
[4]拓?fù)鋬?yōu)化方法在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 孫博宇.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[5]幾何約束條件下拓?fù)渑c形狀統(tǒng)一優(yōu)化方法研究[D]. 楊勇.華中科技大學(xué) 2012
[6]基于特征的三維模型參數(shù)化設(shè)計(jì)[D]. 程學(xué)朋.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2012
[7]平面連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)渑c形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 賴云山.華南理工大學(xué) 2011
[8]航天器結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)等效為準(zhǔn)靜態(tài)載荷的方法研究[D]. 李興超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[9]基于進(jìn)化算法的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 曹洪娜.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[10]基于均勻化方法的材料參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 康健.大連理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3648784