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基于代理模型技术的江海直达船体结构可靠性优化设计 被引量:1
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作者 康煜晗 裴志勇 吴卫国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期551-560,共10页
为提高船体结构可靠性优化设计这类多参数、高维度、高非线性优化问题的效率,弥补传统船体结构确定性优化设计对影响结构安全不确定性因素考虑的欠缺,本文以一艘江海直达船为研究对象,采用BP(Back Propagation)神经网络代理模型技术,结... 为提高船体结构可靠性优化设计这类多参数、高维度、高非线性优化问题的效率,弥补传统船体结构确定性优化设计对影响结构安全不确定性因素考虑的欠缺,本文以一艘江海直达船为研究对象,采用BP(Back Propagation)神经网络代理模型技术,结合SMOTE(Synthetic Minority Oversampling Technique)过采样算法增加极限状态失效面附近样本点数量,实现以较少的样本点获得较高精度的船体舱段结构极限状态代理模型,进而利用蒙特卡洛抽样模拟方法编制船体结构可靠度计算程序,在结构可靠性分析的基础上以降低船体舱段结构重量为目标,采用模拟退火优化算法开展船体结构可靠性优化设计。本文建立了一套完整有效的、基于代理模型技术的船体结构可靠性优化设计系统,有效提高了优化设计的效率,对江海直达船体结构可靠性优化设计具有指导意义。 展开更多
关键词 可靠性优化设计 可靠度计算 江海直达船 代理模型 SMOTE算法 蒙特卡洛抽样
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复合材料天线罩多尺度可靠性优化设计
2
作者 陈振中 刘志伟 +4 位作者 李晓科 黄小玲 陈革 邱桂明 慕昊勋 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第6期75-85,共11页
针对复合材料天线罩结构优化可靠性低的问题,提出一种多尺度的复合材料结构可靠性优化设计方法。以复合材料天线罩为研究对象,基于有限元法和多尺度仿真建立弹性性能预测模型和天线罩宏观有限元模型,通过等效传输线理论对天线罩电性能... 针对复合材料天线罩结构优化可靠性低的问题,提出一种多尺度的复合材料结构可靠性优化设计方法。以复合材料天线罩为研究对象,基于有限元法和多尺度仿真建立弹性性能预测模型和天线罩宏观有限元模型,通过等效传输线理论对天线罩电性能进行分析,获取符合电性能指标的铺层厚度区间。由于材料结构和设计变量受不确定性因素的影响,结合Kriging模型、SORA算法和蒙特卡洛仿真法,实现复合材料天线罩的多尺度可靠性优化设计。结果表明:优化后的天线罩在满足透波率和可靠性要求的同时,达到了45.15%的轻量化效果,可为复合材料机身零部件的可靠性优化设计提供指导。 展开更多
关键词 复合材料 天线罩 多尺度仿真 可靠性设计优化
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基于混沌粒子群算法的结构可靠性优化设计 被引量:22
3
作者 程跃 程文明 +1 位作者 郑严 张则强 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期671-676,共6页
针对基本粒子群算法的早熟问题,充分运用混沌优化与粒子群优化的搜索特性,动态收缩搜索区域,将混沌粒子群算法应用到结构可靠性优化理论,建立结构系统可靠度约束下最小化结构质量的优化模型,提出基于混沌粒子群算法的结构可靠性优化设... 针对基本粒子群算法的早熟问题,充分运用混沌优化与粒子群优化的搜索特性,动态收缩搜索区域,将混沌粒子群算法应用到结构可靠性优化理论,建立结构系统可靠度约束下最小化结构质量的优化模型,提出基于混沌粒子群算法的结构可靠性优化设计方法。利用该优化方法进行框架结构优化设计。研究结果表明:运用所提出的可靠性优化设计所得结果显著优于运用基本粒子群算法和最佳矢量型算法所得结果;该方法易于实现,稳定性好,具有较好的工程实用价值和较强的开发能力。 展开更多
关键词 混沌粒子群算法 混沌优化 可靠性优化设计 结构可靠
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基于序列Kriging模型的汽车车身轻量化可靠性优化设计 被引量:9
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作者 李方义 文忠武 +2 位作者 刘杰 荣见华 李凤玲 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2017年第2期205-212,共8页
为减少汽车车身轻量化可靠性优化设计的计算量并提高优化设计的精度,提出一种序列Kriging可靠性优化设计方法。以整车质量作为优化目标,选取整车耐撞性指标作为可靠性约束,建立可靠性优化设计模型。采用Latin超立方试验设计生成汽车正... 为减少汽车车身轻量化可靠性优化设计的计算量并提高优化设计的精度,提出一种序列Kriging可靠性优化设计方法。以整车质量作为优化目标,选取整车耐撞性指标作为可靠性约束,建立可靠性优化设计模型。采用Latin超立方试验设计生成汽车正面碰撞有限元仿真模型的样本数据进行计算,根据有限元仿真结果构建目标和约束函数的Kriging近似模型;采用序列优化与可靠性评定方法 (SORA)将该嵌套优化问题解耦为单层次优化问题;优化每一迭代步,基于Kriging模型采用功能度量法评定概率约束。结果表明:所提方法满足工程设计所需的效率和精度要求,满足了整车安全性、轻量化和可靠性设计要求,整车质量减少约1.4%。 展开更多
关键词 汽车轻量化 耐撞性 KRIGING模型 可靠性优化设计 序列优化
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基于随机响应面法的可靠性灵敏度分析及可靠性优化设计 被引量:22
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作者 乔红威 吕震宙 赵新攀 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期207-212,237,共7页
基于随机响应面法建立了可靠性灵敏度分析方法,并将其用于结构可靠性优化设计。建立的方法利用随机响应面法将隐式的结构响应函数转换成显式函数,在显式的响应函数基础之上求解失效概率和进行可靠性灵敏度分析,得到的可靠性灵敏度能为... 基于随机响应面法建立了可靠性灵敏度分析方法,并将其用于结构可靠性优化设计。建立的方法利用随机响应面法将隐式的结构响应函数转换成显式函数,在显式的响应函数基础之上求解失效概率和进行可靠性灵敏度分析,得到的可靠性灵敏度能为基于函数梯度的优化算法提供梯度信息。算例表明,本文提出的可靠性灵敏度分析方法具有较高的效率和精度,提高了结构可靠性优化设计的效率。 展开更多
关键词 随机响应面法 可靠性灵敏度分析 可靠性优化设计 失效概率
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基于概率-区间混合模型的汽车乘员约束系统可靠性优化设计 被引量:9
6
作者 刘鑫 陈德 +1 位作者 周振华 胡林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第20期240-246,共7页
考虑到多种不确定性因素对汽车乘员约束系统带来的影响,提出了一种基于概率-区间混合模型的汽车乘员约束系统可靠性优化设计方法。针对某型汽车的乘员约束系统建立其数值模型,并通过实车碰撞实验以检验数值模型的有效性;通过概率模型和... 考虑到多种不确定性因素对汽车乘员约束系统带来的影响,提出了一种基于概率-区间混合模型的汽车乘员约束系统可靠性优化设计方法。针对某型汽车的乘员约束系统建立其数值模型,并通过实车碰撞实验以检验数值模型的有效性;通过概率模型和区间模型来描述不确定性变量,并建立了基于概率-区间混合模型的乘员约束系统可靠性优化设计问题;利用karush-kuhn-tucker(KKT)最优化条件和基于最大熵原理的二次四阶矩方法对可靠性优化问题进行解耦,将原始的三层嵌套优化问题转化为单层优化问题,实现高效求解;为了进一步提升计算效率,基于径向基函数建立了乘员约束系统的近似模型,构建了近似可靠性优化设计问题,并使用遗传算法进行求解。结果表明:该方法既能高效准确地为汽车乘员约束系统匹配最佳的设计参数,又提高了汽车的被动安全性,在汽车碰撞安全领域具有广泛的工程领域应用前景。 展开更多
关键词 乘员约束系统 可靠性优化设计 混合模型 最大熵原理 近似模型
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结构系统可靠性优化设计的神经网络方法 被引量:13
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作者 张义民 张雷 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期257-261,共5页
针对具有非正态随机参数的可靠性(优化)设计,提出了随机摄动-Edgeworth级数方法,采用该方法将可靠性概率约束转化为等价的确定型约束,可以迅速准确地获得优化设计信息。针对具有多失效模式的结构系统可靠性优化设计,提出了随机模拟-神... 针对具有非正态随机参数的可靠性(优化)设计,提出了随机摄动-Edgeworth级数方法,采用该方法将可靠性概率约束转化为等价的确定型约束,可以迅速准确地获得优化设计信息。针对具有多失效模式的结构系统可靠性优化设计,提出了随机模拟-神经网络方法(MCS-NN),将随机模拟方法与神经网络技术有机结合,为结构系统可靠性优化设计提供了一种新方法。 展开更多
关键词 非正态随机参数 可靠性优化设计 随机摄动技术 Edgeworth级数 MCS—NN
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基于神经网络的结构可靠性优化设计 被引量:17
8
作者 张义民 张雷 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期49-54,共6页
结合随机摄动技术和随机模拟方法,提出了可靠性优化设计的一种数值逼近法,将服从任意分布的可靠性概率约束等价转化为确定型约束,可以迅速准确地获得优化设计结果。针对具有多失效模式的结构可靠性优化设计,提出了随机模拟-神经网络方法... 结合随机摄动技术和随机模拟方法,提出了可靠性优化设计的一种数值逼近法,将服从任意分布的可靠性概率约束等价转化为确定型约束,可以迅速准确地获得优化设计结果。针对具有多失效模式的结构可靠性优化设计,提出了随机模拟-神经网络方法,模拟得到随机设计变量与系统可靠度之间的显性函数表达式,简化了计算过程,同时可以获得较高的计算精度,具有很好的工程实用价值。 展开更多
关键词 任意分布参数 可靠性优化设计 数值逼近法 多失效模式 随机模拟-神经网络法
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广义随机空间内汽车零部件的可靠性优化设计 被引量:4
9
作者 张义民 王世鹏 解艳彩 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期268-270,282,共4页
讨论了广义随机空间内随机参数服从正态分布情况下汽车零部件可靠性优化设计问题,在基本随机参数均值、方差和相关系数已知的情况下,应用可靠性指标计算的优化方法与优化技术相结合,避免了相关变量的独立变换以及求极限状态函数对基本... 讨论了广义随机空间内随机参数服从正态分布情况下汽车零部件可靠性优化设计问题,在基本随机参数均值、方差和相关系数已知的情况下,应用可靠性指标计算的优化方法与优化技术相结合,避免了相关变量的独立变换以及求极限状态函数对基本变量的偏导数,并通过计算机程序给予实现,迅速准确地得到了汽车零部件的可靠性优化设计信息。计算结果表明,文中提出的方法是一种有效、实用的方法。 展开更多
关键词 汽车零部件 广义随机空间 可靠性优化设计
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滚子链传动的可靠性优化设计 被引量:3
10
作者 杨九瑞 姚云 王文博 《北京服装学院学报(自然科学版)》 CAS 2002年第2期59-63,共5页
研究了滚子链传动的可靠性优化设计法.在保证传动的预期可靠性及其它约束的条件下,以最大承载能力为目标,建立了滚子链传动可靠性优化设计的数学模型,并给出了计算示例.
关键词 滚子链传动 可靠性优化设计 目标函数 数学模型
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基于非概率模型的稳健可靠性优化设计方法及应用 被引量:2
11
作者 吴志强 程贤福 张鑫 《煤矿机械》 北大核心 2010年第5期26-29,共4页
针对具有不确定性的可靠性优化设计问题,基于非概率可靠性理论,结合稳健设计方法,提出了基于非概率模型的稳健可靠性优化设计方法。该方法只需知道不确定参数的边界,无需知道其概率分布形式。构造了2层优化数学模型,顶层优化问题是原有... 针对具有不确定性的可靠性优化设计问题,基于非概率可靠性理论,结合稳健设计方法,提出了基于非概率模型的稳健可靠性优化设计方法。该方法只需知道不确定参数的边界,无需知道其概率分布形式。构造了2层优化数学模型,顶层优化问题是原有稳健优化的数学模型,只是添加了一个非概率可靠性指标约束,底层优化问题仅仅是用来确定可靠性指标的值。旨在使机械零部件在满足可靠性要求的前提下,其目标函数和稳健性达到协调最优。最后讨论了楔块式单向超越离合器的稳健可靠性优化设计问题。 展开更多
关键词 稳健设计 可靠性优化设计 非概率可靠性
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一种复合材料壳体可靠性优化设计方法的实践 被引量:1
12
作者 陈顺祥 郝志明 阳建红 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期65-67,71,共4页
将Neumann级数展开式用于Monte Carlo随机有限元法,对纤维缠绕壳体的结构可靠性进行了分析,并利用结构可靠性分析的Monte Carlo直接比较方法和复合材料力学的Tsai Hill失效判据给出了该结构的可靠性算式。在Monte Carlo抽样中列入了β... 将Neumann级数展开式用于Monte Carlo随机有限元法,对纤维缠绕壳体的结构可靠性进行了分析,并利用结构可靠性分析的Monte Carlo直接比较方法和复合材料力学的Tsai Hill失效判据给出了该结构的可靠性算式。在Monte Carlo抽样中列入了β球法加以改进,建立了此类结构的可靠性优化设计迭代式。算例证明,该可靠性优化设计方法可大大提高计算效率。 展开更多
关键词 优化设计方法 复合材料壳体 Neumann 结构可靠性分析 Carlo抽样 可靠性优化设计 纤维缠绕壳体 随机有限元法 复合材料力学 级数展开式 失效判据 比较方法 计算效率 迭代式 类结构
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基于SQP法的斜齿圆柱齿轮减速器可靠性优化设计 被引量:10
13
作者 叶秉良 郭绍义 戚金明 《浙江理工大学学报(自然科学版)》 2008年第2期187-190,共4页
研究了以单级斜齿圆柱齿轮减速器的体积最小为目标函数,应用可靠性设计理论和现代优化技术建立其可靠性优化设计模型的方法,结合工程实例建立减速器的优化设计模型,采用MATLAB优化工具箱中比惩罚函数法更优的序列二次规划法求解。优化... 研究了以单级斜齿圆柱齿轮减速器的体积最小为目标函数,应用可靠性设计理论和现代优化技术建立其可靠性优化设计模型的方法,结合工程实例建立减速器的优化设计模型,采用MATLAB优化工具箱中比惩罚函数法更优的序列二次规划法求解。优化结果表明该设计方法对于解决机械优化设计问题非常有效。 展开更多
关键词 可靠性优化设计 序列二次规划法 斜齿圆柱齿轮减速器 MATLAB优化工具箱
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基于竞争博弈的多目标可靠性优化设计方法 被引量:1
14
作者 冯嘉珍 张建国 邱继伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期887-894,共8页
针对目标权重选取的主观性问题,提出基于竞争博弈进行多目标可靠性优化设计的方法。首先,将各设计目标视为不同的博弈方,通过随机设计变量集映射(RDVSM)技术,将优化模型中的随机设计变量集分解为各博弈方所拥有的策略集;然后,各博弈方... 针对目标权重选取的主观性问题,提出基于竞争博弈进行多目标可靠性优化设计的方法。首先,将各设计目标视为不同的博弈方,通过随机设计变量集映射(RDVSM)技术,将优化模型中的随机设计变量集分解为各博弈方所拥有的策略集;然后,各博弈方以自身收益为目标,结合性能测量方法在各自的策略集中进行单目标可靠性优化设计,并由所有的优化设计结果形成一轮博弈的策略组合;经过多轮博弈之后得博弈均衡解。压力容器和齿轮减速器2个案例的分析表明,所提方法有效避免了目标权重的选择,设计结果具有较高客观性。 展开更多
关键词 多目标 可靠性优化设计 竞争博弈 随机设计变量集映射(RDVSM) 博弈均衡解
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任意分布参数的拉杆可靠性优化设计 被引量:1
15
作者 张义民 贺向东 《汽车技术》 北大核心 2004年第2期20-23,共4页
讨论了随机参数服从任意分布时拉杆的可靠性优化设计问题。在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,应用随机摄动法和Edgeworth级数方法对拉杆进行可靠性优化设计,通过计算机程序可以实现随机参数服从非正态分布的拉杆可靠性优化设计,迅... 讨论了随机参数服从任意分布时拉杆的可靠性优化设计问题。在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,应用随机摄动法和Edgeworth级数方法对拉杆进行可靠性优化设计,通过计算机程序可以实现随机参数服从非正态分布的拉杆可靠性优化设计,迅速准确地得到了拉杆的可靠性优化设计信息。 展开更多
关键词 汽车工程 拉杆 可靠性优化设计 随机参数 任意分布 优选法 随机摄动法 Edgeworth级数方法
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后桥壳的可靠性优化设计 被引量:10
16
作者 张义民 贺向东 刘巧伶 《车辆与动力技术》 2002年第1期42-47,共6页
该文讨论了后桥壳的可靠性优化设计问题 .在基本随机变量的概率特性已知的情况下 ,应用随机摄动法和约束随机方向法对后桥壳进行可靠性优化设计 ,并编制了实用的计算机程序 ,可以迅速准确地得到后桥壳的可靠性设计参数 .
关键词 后桥壳 可靠性优化设计 随机摄动技术 约束随机方向法 汽车
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MATLAB在机械可靠性优化设计中的应用 被引量:4
17
作者 叶秉良 《煤矿机械》 北大核心 2006年第11期15-18,共4页
介绍了MATLAB优化工具箱及其算法的原理和过程,并将其应用于求解一种机械典型产品-齿轮减速器的可靠性优化设计问题。优化设计结果表明MATLAB优化工具箱应用于求解优化问题,不仅算法可靠,而且所编写程序简单,设计效率能够得到提高。该... 介绍了MATLAB优化工具箱及其算法的原理和过程,并将其应用于求解一种机械典型产品-齿轮减速器的可靠性优化设计问题。优化设计结果表明MATLAB优化工具箱应用于求解优化问题,不仅算法可靠,而且所编写程序简单,设计效率能够得到提高。该研究方法对解决其他机械优化设计问题同样具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 MATLAB优化工具箱 可靠性优化设计 齿轮减速器
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基于MATLAB的巷道卧底鼓模糊可靠性优化设计
18
作者 牛清娜 商德勇 +1 位作者 宋辉 董润滋 《煤矿机械》 北大核心 2010年第2期12-14,共3页
在模糊数学理论和可靠性优化设计技术的基础上,提出巷道卧底鼓的模糊可靠性优化设计方法。建立了巷道卧底鼓模糊可靠性优化设计数学模型,通过把模糊优化设计转化成常规优化设计,运用MATLAB优化工具得出优化结果,其结果证明了模糊可靠性... 在模糊数学理论和可靠性优化设计技术的基础上,提出巷道卧底鼓的模糊可靠性优化设计方法。建立了巷道卧底鼓模糊可靠性优化设计数学模型,通过把模糊优化设计转化成常规优化设计,运用MATLAB优化工具得出优化结果,其结果证明了模糊可靠性优化是一种更符合工程实际的计算方法。 展开更多
关键词 巷道卧底鼓 模糊理论 MATLAB 可靠性优化设计
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齿带传动的可靠性设计和可靠性优化设计
19
作者 王文博 姚云 《北京服装学院学报(自然科学版)》 CAS 2001年第2期60-65,共6页
研究了齿带传动的可靠性设计方法.在保证传动的预期可靠度及其它约束的条件下,以最小体积为目标,建立了齿带传动可靠性优化设计的数学模型,并给出了计算示例.
关键词 齿带传动 可靠性优化设计 目标函数 数学模型
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摆线针轮行星减速器的稳健可靠性优化设计 被引量:2
20
作者 李永华 《大连铁道学院学报》 2006年第3期28-32,共5页
提出一种可以提高产品可靠性的稳健可靠性优化设计方法.在一般可靠性优化设计的基础之上考虑稳健性的要求,通过可靠度对不确定性参数的敏感度最小达到设计质量稳健性的要求.以此方法建立摆线针轮行星减速器稳健可靠性优化设计模型,并以... 提出一种可以提高产品可靠性的稳健可靠性优化设计方法.在一般可靠性优化设计的基础之上考虑稳健性的要求,通过可靠度对不确定性参数的敏感度最小达到设计质量稳健性的要求.以此方法建立摆线针轮行星减速器稳健可靠性优化设计模型,并以实例进行优化计算. 展开更多
关键词 摆线针轮行星减速器 可靠性优化设计 稳健性
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