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基于多保真代理模型的塔机臂架结构优化 被引量：2
1
作者 张建康 刘富文 +4 位作者 郭冠辰 张帅 宋学官 孙田 李子陆 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第11期1967-1976,共10页
起重臂架是动臂式塔机的关键工作部件,负责提升运输建筑材料,其制造成本和工作耗能与自身重量成正比,需要对臂架的重量优化展开研究,因此提出了一种针对动臂式塔机臂架的高效优化设计方法。首先,基于有限元法,计算了不同臂架幅度下的极... 起重臂架是动臂式塔机的关键工作部件,负责提升运输建筑材料,其制造成本和工作耗能与自身重量成正比,需要对臂架的重量优化展开研究,因此提出了一种针对动臂式塔机臂架的高效优化设计方法。首先,基于有限元法,计算了不同臂架幅度下的极限工况应力及变形,确定了最危险工况,并以此工况作为优化设计的基础工况;然后,选定了臂架上12个结构参数为设计变量,进行了参数化建模,利用拉丁超立方采样(LHS)选取了样本点,基于有限元仿真数据,构建了三种基于径向基函数(RBF)的代理模型并对其精度进行了评估;最后,基于精度高的多保真代理模型(MFS),以臂架重量最小为优化目标,构建了臂架优化问题的数学模型,使用遗传算法(GA)完成了优化设计。研究结果表明:优化后的臂架满足强度、刚度要求,整个臂架不会发生断裂和失稳,而且臂架重量减轻了25.03%;同时,多保真代理模型的预测结果和仿真结果误差小于3%,证明了多保真代理模型的准确性,进而证明了基于多保真代理模型的臂架优化方法的有效性。 展开更多
关键词 动臂式塔式起重机 臂架结构轻量化设计 多保真代理模型 遗传算法 优化设计 拉丁超立方采样 径向基函数
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基于RBF和LSGRG的滤芯托架注塑成型质量控制与优化 被引量：1
2
作者 刘晓坤 孙正阳 +3 位作者 季宁 盛中庆 于洋洋 张学玲 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期90-95,共6页
针对汽车用复杂交错薄壁格栅的滤芯托架体积收缩率大和生产能耗高的问题,采用有限元仿真分析方法,建立了复杂交错薄壁格栅的滤芯托架仿真分析的有限元模型,对塑件的体积收缩率和注塑过程中的最大锁模力进行了优化,以提高塑件成型质量和... 针对汽车用复杂交错薄壁格栅的滤芯托架体积收缩率大和生产能耗高的问题,采用有限元仿真分析方法,建立了复杂交错薄壁格栅的滤芯托架仿真分析的有限元模型,对塑件的体积收缩率和注塑过程中的最大锁模力进行了优化,以提高塑件成型质量和降低生产能耗。首先,基于最优拉丁超立方抽样(OLHS)方法和径向基函数(RBF)神经网络模型建立预测模型并对模型精度进行了验证;其次,通过分析20组计算数据并结合工程经验发现体积收缩率和最大锁模力呈相互冲突的关系,且对成型质量和能耗有较大的影响,为此采用大规模广义降阶梯度(LSGRG)技术对预测模型进行多目标寻优并得到最优的工艺参数组合,经过LSGRG方法优化的最大锁模力降低了10.30%,体积收缩率降低了27.61%,优化效果显著。最后,在注塑机上应用优化后的注塑工艺参数生产出了复杂交错薄壁格栅的滤芯托架,产品质量符合要求。提出的基于RBF神经网络模型和LSGRG技术的联合多目标优化方法可为同类型塑件的成型质量控制与优化提供借鉴。 展开更多
关键词 滤芯托架 多目标优化 最优拉丁超立方抽样 径向基函数神经网络 LSGRG技术
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基于径向基函数神经网络的地下水数值模拟模型的替代模型研究 被引量：9
3
作者 伊燕平 卢文喜 +3 位作者 张耘 芦贵君 王大中 洪德法 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2012年第4期265-269,共5页
近年来提出的替代模型方法是一种连接数值模拟模型与优化模型的有效途径,替代模型质量的好坏取决于采样方法和替代模型种类。以金泉工业园区地下水水源地为研究区,基于拉丁超立方抽样方法,结合研究区地下水数值模拟模型,获取输入(抽水量... 近年来提出的替代模型方法是一种连接数值模拟模型与优化模型的有效途径,替代模型质量的好坏取决于采样方法和替代模型种类。以金泉工业园区地下水水源地为研究区,基于拉丁超立方抽样方法,结合研究区地下水数值模拟模型,获取输入(抽水量)输出(水位降深)数据集,运用人工神经网络方法,建立径向基函数神经网络模型,作为地下水数值模拟模型的近似替代模型。经验证,径向基函数神经网络模型输出得到的水位降深均值与模拟模型计算结果的拟合平均相对误差为0.038;水位降深剩余标准差的拟合平均相对误差为0.042。拟合平均相对误差较小,表明径向基函数神经网络模型能够有效地替代地下水数值模拟模型,为日后替代模型的深入研究提供了科学依据。 展开更多
关键词 替代模型 径向基函数神经网络 拉丁超立方抽样 金泉工业园区
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基于径向基神经网络的叶轮轴面投影图优化 被引量：7
4
作者 王文杰 裴吉 +3 位作者 袁寿其 张金凤 许长征 张帆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期78-83,共6页
为了提高余热排出泵的效率,采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮轴面投影图上的前盖板圆弧半径、后盖板圆弧半径、前盖板倾角和后盖板倾角4个几何变量进行35组叶轮方案设计,应用ANSYS CFX 14.5软件对余热排出泵进行定常数值模拟,得到设计... 为了提高余热排出泵的效率,采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮轴面投影图上的前盖板圆弧半径、后盖板圆弧半径、前盖板倾角和后盖板倾角4个几何变量进行35组叶轮方案设计,应用ANSYS CFX 14.5软件对余热排出泵进行定常数值模拟,得到设计工况下的效率,应用径向基神经网络建立效率与轴面投影图的4个几何变量之间的近似模型,最后采用遗传算法对近似模型进行极值寻优,获得最优的轴面投影图几何参数组合。研究结果表明:对比原始泵的数值模拟性能曲线和试验外特性能曲线,两者吻合较好;径向基神经网络能较好地预测泵设计点效率;优化的轴面投影图使得余热排出泵的水力效率提高了6.18个百分点,改善了叶轮内流场特性。因此,叶轮轴面投影图的优化设计方法是可行的。 展开更多
关键词 余热排出泵 叶轮轴面投影图 优化 拉丁超立方试验设计 径向基神经网络 遗传算法
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基于神经网络模型和CFD的轴流泵自动优化 被引量：5
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作者 陆荣 袁建平 +1 位作者 李彦军 蒋红樱 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期481-487,共7页
参数化设计和计算流体力学被广泛应用于流体机械的优化设计.采用旋转机械设计软件CFturbo对轴流泵进行水力设计.为缩短优化周期,基于Isight多学科优化平台,通过编写批处理命令将CFturbo与PumpLinx集成,实现了轴流泵的CFD自动优化.以提... 参数化设计和计算流体力学被广泛应用于流体机械的优化设计.采用旋转机械设计软件CFturbo对轴流泵进行水力设计.为缩短优化周期,基于Isight多学科优化平台,通过编写批处理命令将CFturbo与PumpLinx集成,实现了轴流泵的CFD自动优化.以提高轴流泵的水力效率为优化目标,采用最优拉丁超立方设计对叶轮和导叶的7个设计变量进行空间采样,设计了72组方案.基于PumpLinx的数值模拟结果,建立了目标函数与设计变量之间的径向基神经网络模型,并采用多岛遗传算法对其进行优化,结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合较好,且径向基神经网络模型能准确预测轴流泵效率与设计变量的关系.优化后,设计点效率提高了4.46%,而扬程几乎不变.通过Pareto图分析,获得了设计变量对目标影响的显著水平,可为轴流泵的优化设计提供一定的参考. 展开更多
关键词 轴流泵 程序集成 最优拉丁超立方设计 优化设计 径向基神经网络
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融合核函数在改进径向基代理模型中的应用 被引量：8
6
作者 魏锋涛 卢凤仪 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第7期58-65,共8页
针对径向基代理模型技术在近似高维问题时预测性能较差的不足,提出一种基于融合核函数的改进径向基代理模型技术。在拉丁超立方设计抽样不均匀的情况下,通过定义一种辅助函数与距离评判标准,提出基于均匀抽样的拉丁超立方设计,并应用于... 针对径向基代理模型技术在近似高维问题时预测性能较差的不足,提出一种基于融合核函数的改进径向基代理模型技术。在拉丁超立方设计抽样不均匀的情况下,通过定义一种辅助函数与距离评判标准,提出基于均匀抽样的拉丁超立方设计,并应用于代理模型的构建中;为提高模型预测精度与计算效率,考虑样本点因素,采用局部密集加点、全局均匀选点和最小距离筛选的多策略建模技术构建径向基代理模型;同时,为避免该技术在近似高维问题时可能产生的结构风险,考虑结构因素对预测精度的影响,对逆多二次和立方核函数进行了权重式的融合,构建了基于融合核函数的改进径向基代理模型。利用数值和工程算例进行测试仿真,结果表明该技术不仅满足精度要求,且明显提高计算效率,具有更高的预测稳定性。 展开更多
关键词 径向基代理模型技术 拉丁超立方设计 多策略建模技术 融合核函数 仿真分析
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基于拉丁超立方试验设计的滑动适配器刚度优化 被引量：6
7
作者 蒯腾飞 林昌航 +3 位作者 杨春浩 任杰 赵昌方 赵献立 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第10期26-29,70,共5页
为解决导弹滑动适配器重量大的问题,选用了合适的滑动适配器材料及本构模型,对典型拓扑结构滑动适配器开展了刚强度优化分析。基于优化拉丁超立方试验设计方法获得样本空间,通过径向基神经网络方法建立了滑动适配器结构刚强度近似模型,... 为解决导弹滑动适配器重量大的问题,选用了合适的滑动适配器材料及本构模型,对典型拓扑结构滑动适配器开展了刚强度优化分析。基于优化拉丁超立方试验设计方法获得样本空间,通过径向基神经网络方法建立了滑动适配器结构刚强度近似模型,再使用多岛遗传算法对近似模型在设计空间内进行寻优,通过有限元计算对优化后的滑动适配器结构进行刚度分析,结果表明:优化后的结构较优化前的结构重量减轻12.73%、改善度为52.39%。 展开更多
关键词 滑动适配器 刚度优化 拉丁超立方试验 径向基神经网络 多岛遗传算法
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基于RBF神经网络和MIGA的液压锥阀降噪研究 被引量：4
8
作者 王华伟 周鑫 +1 位作者 王博 胡溧 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第11期1527-1534,共8页
液压锥阀在气液两相流状态下工作时会产生剧烈的噪声,严重影响锥阀的工作性能及其工作环境,针对这一问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络和多岛遗传算法(MIGA)的方法,对液压锥阀的结构参数进行了优化。首先,采用有限元软件分析... 液压锥阀在气液两相流状态下工作时会产生剧烈的噪声,严重影响锥阀的工作性能及其工作环境,针对这一问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络和多岛遗传算法(MIGA)的方法,对液压锥阀的结构参数进行了优化。首先,采用有限元软件分析了影响锥阀流场及声场的结构参数;然后,以阀芯半锥角角度、喉部长度和阀芯入口角度这3个参数为优化变量,以加权平均噪声最小和加权最大噪声最小为优化目标,通过最优拉丁超立方设计方法确定了样本数据;最后,采用了RBF神经网络方法,建立了锥阀结构参数与噪声关系的近似模型,利用多岛遗传算法对近似模型进行了优化;根据得到的最优参数建立了锥阀优化模型,并进行了声学特性分析。研究结果表明:与原模型相比,优化模型的平均噪声降低23.846 dB,最大噪声降低5.092 dB;该结果验证了基于RBF神经网络和MIGA优化方法的有效性,可为液压锥阀的进一步降噪研究提供理论支持。 展开更多
关键词 液压控制阀 锥阀噪声抑制 径向基函数神经网络 多岛遗传算法 锥阀结构参数 声学特性分析 最优拉丁超立方
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基于径向基神经网络的导光条注塑工艺优化 被引量：1
9
作者 苏通 黄瑶 +1 位作者 倪君杰 魏翔宇 《现代塑料加工应用》 CAS 2021年第1期36-39,共4页
以汽车前组合灯导光条为例,选择最优拉丁超立方抽样方法得到样本。选取熔体温度、模具温度、保压时间、保压压力和冷却时间5个参数为输入层,以最小体积收缩率与最小缩痕指数为输出层,构建径向基(RBF)神经网络模型。建立的模型经检验,拟... 以汽车前组合灯导光条为例,选择最优拉丁超立方抽样方法得到样本。选取熔体温度、模具温度、保压时间、保压压力和冷却时间5个参数为输入层,以最小体积收缩率与最小缩痕指数为输出层,构建径向基(RBF)神经网络模型。建立的模型经检验,拟合度高,误差小,可以替代仿真程序。应用Isight优化模块,得到一组最优注塑工艺参数组合,实际模拟结果和预测结果基本吻合,有效提高了成型质量。 展开更多
关键词 导光条 注塑工艺 径向基神经网络 最优拉丁超立方 参数优化
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