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基于改进多目标粒子群算法的码头结构传感器优化布置 被引量:1
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作者 周鹏飞 张雍 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期243-251,共9页
为解决码头结构健康监测领域的传感器优化布置问题,提出了一种基于改进多目标粒子群(IMOPSO)的传感器优化布置算法。针对传统方法寻优效率低、优化目标单一,难以同时满足模态识别、损伤识别等复杂的健康监测需求的问题,构建了以损伤敏... 为解决码头结构健康监测领域的传感器优化布置问题,提出了一种基于改进多目标粒子群(IMOPSO)的传感器优化布置算法。针对传统方法寻优效率低、优化目标单一,难以同时满足模态识别、损伤识别等复杂的健康监测需求的问题,构建了以损伤敏感性和冗余性、损伤识别不适定性以及模态线性独立性的多目标优化函数;改进多目标粒子群算法获取Pareto解集,利用TOPSIS熵权法确定最优传感器布置方案。在某高桩码头试验表明:与有效独立法和有效独立-模态动能法相比,IMOPSO得到的布设方案测点分布更均匀,在灵敏度矩阵条件数、MAC最大非对角元、损伤冗余性指标分别优化了45%、90%、5%以上;多种工况下的损伤位置和程度识别准确率在不同噪声下平均提高5%和7%以上。 展开更多
关键词 码头结构健康监测 传感器优化布置 损伤识别 改进多目标粒子群(IMOPSO)
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低地板电动客车车顶结构多目标优化 被引量:1
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作者 张步云 邹康 王勇 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期226-230,236,共6页
低地板电动客车常采用电池组置于车顶的布置方式,这使得车辆重心升高而影响其安全性。在保证车顶力学性能需求前提下,进行多目标结构轻量化设计是解决该问题的有效方案之一。首先,针对低地板电动客车承载式车身特点,对车顶参数化模型进... 低地板电动客车常采用电池组置于车顶的布置方式,这使得车辆重心升高而影响其安全性。在保证车顶力学性能需求前提下,进行多目标结构轻量化设计是解决该问题的有效方案之一。首先,针对低地板电动客车承载式车身特点,对车顶参数化模型进行刚、强度分析和模态分析;继而通过灵敏度分析筛选出7组对质量和刚度影响较大的设计变量;根据拉丁超立方试验设计得到的仿真结果数据,利用径向基(RBF)神经网络建立近似模型,以车顶质量最小、载荷作用下位移最小为目标,采用NSGA-III算法进行多目标优化,并对比分析前后模型的结构性能。优化结果表明:在不改变材料的前提下,车顶实现减重11.32kg,降低超过1.5%,而力学性能变化在1%左右。这里研究可为特殊种类电动车辆轻量化结构设计提供参考。 展开更多
关键词 多目标优化 RBF径向基神经网络 NSGA-III优化算法 结构轻量化设计 灵敏度分析 有限元分析
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考虑拉伸和弯曲载荷的多工况CFRP-Al胶接结构多目标优化设计
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作者 吴汪箭 游有鹏 +1 位作者 朱如鹏 王旦 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第7期79-90,共12页
由碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)与铝合金(Al)胶接而成的单搭接胶接结构,由于缺乏拉伸载荷和弯曲载荷作用下力学性能和损伤行为的系统性研究,其连接性能和可靠性的进一步提升受到限制。本研究建立了CFRP-Al单搭接胶接结构有限元模型,... 由碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)与铝合金(Al)胶接而成的单搭接胶接结构,由于缺乏拉伸载荷和弯曲载荷作用下力学性能和损伤行为的系统性研究,其连接性能和可靠性的进一步提升受到限制。本研究建立了CFRP-Al单搭接胶接结构有限元模型,分析了拉伸载荷及三点弯曲载荷作用下胶接结构力学响应和损伤分布。其中,采用三维Hashin失效准则和内聚力模型分别模拟CFRP层内损伤、层间损伤及胶层损伤的演化过程,并与试验对比分析,验证损伤模型的有效性。之后,基于胶接参数构建以拉伸强度、剪切强度及弯曲强度为优化目标的多目标优化代理模型,代理模型结果与仿真结果最大相对误差为2.57%,验证了代理模型的准确性。在此基础上,采用NSGA-Ⅱ算法对代理模型迭代优化,获得三维分布Pareto最优解集,与初始模型相比,优化后胶接结构拉伸强度、剪切强度及弯曲强度分别提高7.34%、24.12%和9.51%,实现了胶接结构综合连接性能的有效提升,该研究可为胶接结构可靠性优化设计提供参考。 展开更多
关键词 复合材料/铝合金 胶接结构 拉伸载荷 三点弯曲载荷 遗传算法 多目标优化
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第16届世界结构与多学科优化大会在日本神户成功召开
4
《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期F0002-F0002,共1页
2025年5月18日至23日,由国际结构与多学科优化学会(ISSMO)主办的第16届世界结构与多学科优化大会(WCSMO-16)在日本神户成功召开。作为结构优化设计领域最具权威性的国际学术会议,WCSMO自1995年起每两年举办一次,其影响力与日俱增。本届... 2025年5月18日至23日,由国际结构与多学科优化学会(ISSMO)主办的第16届世界结构与多学科优化大会(WCSMO-16)在日本神户成功召开。作为结构优化设计领域最具权威性的国际学术会议,WCSMO自1995年起每两年举办一次,其影响力与日俱增。本届大会吸引了来自中国、美国、德国、日本、韩国等30余个国家和地区的636位专家学者注册参会,参会者中包括丹麦技术科学院院士OleSigmund教授、中国科学院院士郭旭教授、美国国家工程院院士Wei Chen教授和Ming Zhou教授等知名学者。值得一提的是,我国学者157人注册参会,成为本届大会参会人数最多的国家,充分彰显了我国在该研究领域的国际影响力。 展开更多
关键词 神户 ISSMO 国际学术会议 结构多学科优化
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基于多目标优化策略的最佳无线传感器布置 被引量:1
5
作者 安葳鹏 刘镕飞 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第3期751-758,共8页
无线传感网络消除了物理电缆,降低了结构健康监测系统收集信息的难度,但通常具有较低的带宽和有限的能量.为了使结构健康监测系统获得最有效的信息和最高的网络性能,将最佳无线传感器布置问题表述为一个多目标优化问题,其中信息有效性... 无线传感网络消除了物理电缆,降低了结构健康监测系统收集信息的难度,但通常具有较低的带宽和有限的能量.为了使结构健康监测系统获得最有效的信息和最高的网络性能,将最佳无线传感器布置问题表述为一个多目标优化问题,其中信息有效性被指定为模态保证准则,网络性能通过能量效率与网络连接性相结合来衡量.针对此问题,提出了一种多种群自动学习的鲸鱼优化算法,用整数编码代替二进制编码对解进行编码;采用多种群策略搜索最优解;最后通过自动学习机制加快寻找帕累托最优解集.数值实验表明,优化准则可以在信息有效性和网络性能之间进行权衡,算法能够有效解决最佳无线传感器布置问题,并且优于常用的非支配排序遗传算法. 展开更多
关键词 无线传感网络 结构健康监测 鲸鱼优化算法 最佳传感器布置 多目标优化
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多学科设计优化在复杂船型开发中的应用
6
作者 章瑾 叶杨 朱婷 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第7期59-63,共5页
在复杂船型开发中,多学科设计优化的应用对提升船舶综合性能、降低成本等具有重要意义。本文搭建多学科优化设计框架,明确综合优化目标,兼顾水动力、结构、稳性和经济性等多方面需求,深入分析各学科约束条件,为优化设计奠定基础。运用... 在复杂船型开发中,多学科设计优化的应用对提升船舶综合性能、降低成本等具有重要意义。本文搭建多学科优化设计框架,明确综合优化目标,兼顾水动力、结构、稳性和经济性等多方面需求,深入分析各学科约束条件,为优化设计奠定基础。运用改进粒子群算法,借助动态惯性权重调整、自适应学习因子等策略提升搜索能力,在收敛速度和稳定性上优于传统算法,将其应用于复杂船型多学科优化设计,重点研究船首和螺旋桨的多学科优化设计方案,结果表明多学科设计优化方法能有效提升设计效率。 展开更多
关键词 多学科设计优化 复杂船型 改进粒子群算法 优化目标
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全金属可溶桥塞卡瓦结构锚定性能优化
7
作者 崔璐 常文权 +4 位作者 王澎 邹方 赵景辉 王航 程嘉瑞 《润滑与密封》 北大核心 2025年第3期118-127,共10页
全金属可溶桥塞由于具有良好的可控自溶解性,逐渐被用于储层压裂改造作业中。桥塞卡瓦结构锚定过程中,卡瓦牙与套管的不均匀咬合所引起的桥塞承载能力不足,是影响压裂效率的关键。为提升桥塞卡瓦结构的锚定性能,以影响套管咬合深度和接... 全金属可溶桥塞由于具有良好的可控自溶解性,逐渐被用于储层压裂改造作业中。桥塞卡瓦结构锚定过程中,卡瓦牙与套管的不均匀咬合所引起的桥塞承载能力不足,是影响压裂效率的关键。为提升桥塞卡瓦结构的锚定性能,以影响套管咬合深度和接触应力的4个主要参数齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角为对象,分析不同参数下前后排卡瓦牙对套管的咬合深度及接触应力的变化趋势。结果表明:随着齿槽轴心角增大,套管咬合深度差值先减小后增大,套管接触应力差值逐渐减小,齿槽轴心角为28°时咬合较为均匀;随着齿槽深度的增大,套管咬合深度差值逐渐增大,套管接触应力差值出现上下波动,齿槽深度为6.7 mm时咬合较为均匀;随着齿端距的增大,套管咬合深度差值不断增加,套管接触应力差值先逐渐增大最后保持稳定,齿端距为13 mm时咬合较为均匀;随着齿槽倾角的增加,套管咬合深度差值和套管接触应力差值逐渐增大,齿槽倾角为65°或67°时咬合较为均匀。以齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角的变化作为输入层,以套管接触应力和咬合深度作为输出层,应用多目标优化方法确定出卡瓦基座最优结构参数为:齿槽轴心角为27.9°,齿槽深度为6.7 mm,齿端距为13 mm,齿槽倾角66°。在最优参数下套管的接触应力和咬合深度在轴向更加均匀。 展开更多
关键词 全金属可溶桥塞 卡瓦结构 锚定性能 多目标优化 井下压裂工具
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考虑碳治理成本的城市居民出行结构优化
8
作者 邬岚 陆文瑄 +3 位作者 杨明 陈茜 杨奇缘 张小奕 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第6期207-213,共7页
优化城市居民出行结构可减少出行碳排放,降低碳治理成本,促进低能耗出行,推动城市可持续发展。关注碳排放后的治理问题,测算碳治理成本,选取碳治理成本最小、交通拥堵与事故成本最低、交通效用最大为目标,以道路网资源、能源消耗为约束... 优化城市居民出行结构可减少出行碳排放,降低碳治理成本,促进低能耗出行,推动城市可持续发展。关注碳排放后的治理问题,测算碳治理成本,选取碳治理成本最小、交通拥堵与事故成本最低、交通效用最大为目标,以道路网资源、能源消耗为约束,构建一种优化城市居民出行结构的多目标线性规划模型。通过对非本地化参数的敏感性分析验证模型稳健性,并进行实例分析。结果表明:考虑碳治理成本的出行结构优化模型能够将碳治理成本降低23.69%,交通拥堵成本降低11.62%,事故成本降低7.05%,交通效能得到提升。 展开更多
关键词 城市交通 出行结构优化 碳治理成本 多目标规划
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两阶段填充采样的半监督昂贵多目标优化算法
9
作者 谭瑛 任新宇 +1 位作者 孙超利 王思思 《计算机应用》 北大核心 2025年第5期1605-1612,共8页
利用计算成本低廉的代理模型替换昂贵目标函数评价,以辅助进化算法对昂贵黑盒多目标优化问题的求解,近年来受到广泛关注。模型的准确度在代理模型辅助的多目标进化算法(MOEA)中发挥着重要作用,特别是当目标函数数量较多时,不准确的模型... 利用计算成本低廉的代理模型替换昂贵目标函数评价,以辅助进化算法对昂贵黑盒多目标优化问题的求解,近年来受到广泛关注。模型的准确度在代理模型辅助的多目标进化算法(MOEA)中发挥着重要作用,特别是当目标函数数量较多时,不准确的模型很容易引导算法朝错误的方向搜索;但目标函数评价昂贵,很难获得充裕的样本训练高质量的代理模型。因此,提出一种两阶段填充采样的半监督昂贵多目标优化算法(TISS-EMOA)。该算法引入半监督技术,选择部分无标签数据扩充训练数据集,从而提升模型的准确性;同时,提出两阶段选点的填充采样准则,以期在评价次数有限的情况下获得昂贵多目标优化问题的较优解集。为验证TISS-EMOA的有效性,在DTLZ1~DTLZ7基准测试问题以及车辆正面结构优化设计上进行了实验。与当前具有代表性的5种代理模型辅助进化多目标算法的对比结果显示,TISS-EMOA在28个基准测试问题中获得了25、28、28、24、23个更好或相当的改进的反转世代近距离(IGD+)。 展开更多
关键词 半监督学习 多目标优化 填充采样准则 代理模型 车辆正面结构
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高速列车金属/碳纤维混合摩擦吸能结构耐撞性设计及优化
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作者 许平 舒安麒 +3 位作者 霍钰嘉 阳程星 郭维年 姚曙光 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期358-369,共12页
高速列车端部的吸能结构在碰撞事故中具有至关重要的作用,为保护乘客提供了最后的安全保障。在一般情况下,吸能结构通过其自身的塑性变形来耗散碰撞冲击能量,然而,这种方式可能导致试验研究的重复性较差,同时,也存在冲击力不稳定性问题... 高速列车端部的吸能结构在碰撞事故中具有至关重要的作用,为保护乘客提供了最后的安全保障。在一般情况下,吸能结构通过其自身的塑性变形来耗散碰撞冲击能量,然而,这种方式可能导致试验研究的重复性较差,同时,也存在冲击力不稳定性问题,为此,本文提出一种新型金属/碳纤维混合摩擦吸能结构(HFEAS),该结构由轴瓦、防爬装置、预紧螺栓、内管铁、摩擦板和摩擦金属/CFRP管组成。利用MM3000摩擦试验机测定样件摩擦因数,基于试验结果并结合复合材料的损伤特性,建立混合摩擦吸能结构的有限元模型,对有限元模型进行试验验证,研究不同结构参数对其耐撞性的影响。通过采用GRSM方法进行多目标优化,确定该新型摩擦吸能结构撞击力学参数的最优参数配置,并基于试验设计移动最小二乘法建立摩擦管直径D、螺栓预紧力F和钢铁层厚度t关于能量吸收(EA)、比能量吸收(SEA)和初始峰值(PCF)的响应面模型。采用多目标遗传算法对其力学参数进行优化,通过多目标优化的帕累托前沿得到该摩擦吸能结构的最优参数配置。研究结果表明:螺栓预紧力F对HFEAS的影响最大;当F从1 000 N增加到10 000 N时,峰值力增加了7倍,平台力增加了10倍。混合摩擦吸能结构将复合材料的轻量化与摩擦学特性相结合,为吸能结构的改进和发展提供了新的方向。 展开更多
关键词 轨道交通 耐撞性 摩擦吸能结构 碳钎维材料 多目标优化
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基于多目标优化的箱梁渡槽结构设计研究 被引量:1
11
作者 赖成联 刘潇 +2 位作者 刘惠娟 祝通华 谢开仲 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期219-231,共13页
针对箱梁渡槽所受水荷载远大于同等跨径箱梁桥所受汽车荷载导致槽身纵向受力突出的问题,在渡槽结构设计中统筹考虑箱梁纵向应力储备和造价,构建了以截面尺寸、钢筋用量等6个参数为设计变量,以渡槽边缘正应力和造价为目标函数,以槽身挠... 针对箱梁渡槽所受水荷载远大于同等跨径箱梁桥所受汽车荷载导致槽身纵向受力突出的问题,在渡槽结构设计中统筹考虑箱梁纵向应力储备和造价,构建了以截面尺寸、钢筋用量等6个参数为设计变量,以渡槽边缘正应力和造价为目标函数,以槽身挠度、法向应力等9个验算指标为约束条件的多目标优化模型,并基于支持向量机近似模型和NSGA2遗传算法求解多目标优化模型的Pareto最优解集,然后综合专家打分、COWA算子、博弈论综合赋权与TOPSIS法从Pareto最优解集中选出最佳方案。结果表明:与初始方案相比,最佳方案的渡槽边缘正应力储备提高了17.55%,渡槽上部结构总造价降低8.84%;与有限元分析相比,该方法在保持较高计算精度的同时节省了65.42%的计算时间成本。 展开更多
关键词 箱梁渡槽 多目标优化 结构设计 近似模型 NSGA2遗传算法
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基于NSGA-Ⅱ与BP神经网络的复合材料身管结构参数优化
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作者 孙磊 韩书永 +2 位作者 马梦蹊 王坚 刘宁 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第3期115-122,共8页
针对复合材料身管结构设计时多个性能指标设计要求,在Isight中集成BP神经网络、Solidworks参数化几何模型及Abaqus有限元仿真模型通过NSGA-Ⅱ遗传算法对多个目标进行优化。优化目标值为身管的一阶固有频率、质量以及复合材料缠绕部位处... 针对复合材料身管结构设计时多个性能指标设计要求,在Isight中集成BP神经网络、Solidworks参数化几何模型及Abaqus有限元仿真模型通过NSGA-Ⅱ遗传算法对多个目标进行优化。优化目标值为身管的一阶固有频率、质量以及复合材料缠绕部位处的身管内壁最大等效应力,复合材料身管三段复合缠绕位置处的金属内衬直径以及复合材料缠绕角度为设计变量。通过BP神经网络建立代理模型,再通过NSGA-Ⅱ遗传算法对多个目标进行优化求解,解得复合材料身管结构参数的Pareto最优解集。通过优化结果可知,采用遗传算法多目标优化生成的Pareto前沿面最优解集分散地较为均匀,优化解集的复合材料身管结构参数方案在刚度、强度和质量方面均有改善,为复合材料身管结构设计和优化提供了参考。 展开更多
关键词 复合材料 多目标结构优化 BP神经网络代理模型 NSGA-Ⅱ算法
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基于多目标粒子群-遗传混合算法的高速球轴承优化设计方法
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作者 杨文 叶帅 +2 位作者 姚齐水 余江鸿 胡美娟 《机电工程》 北大核心 2025年第2期226-236,共11页
目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出... 目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出了一种基于多目标粒子群-遗传混合算法的球轴承结构优化设计方法。首先,建立了以轴承最大额定动载荷、最大额定静载荷和最小摩擦生热率为目标函数的优化数学模型;然后,利用多目标粒子群算法(MOPSO)的全局搜索能力和改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)的进化操作,引入粒子寻优速度控制策略、交叉变异策略和罚函数机制,解决了带约束优化问题求解和局部最优问题,增强了算法的收敛速度和解集探索能力;最后,在特定工况下对轴承结构进行了优化,采用层次分析法,从Pareto前沿中优选了内外圈沟曲率半径系数、滚动体数量、滚动体直径和节圆直径的最优值。研究结果表明:在16 kN径向载荷、15 000 r/min的高转速工况下,以新能源汽车电驱系统6206型深沟球轴承为例进行了分析,结果显示,优化后的轴承接触应力下降了21.2%,应变下降了25.6%,摩擦生热下降了16.7%,体现了该方法在收敛性能、寻优速度等方面的优势。该优化设计方法可为球轴承的工程应用提供有价值的参考。 展开更多
关键词 高速球轴承结构设计 多目标粒子群-遗传混合算法 改进非支配排序遗传算法 优化设计目标函数 层次分析法 6206型深沟球轴承
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石化火炬气回收方法多目标优化计算分析
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作者 陈坚红 张开基 +2 位作者 陈庆乐 杨帅 方伟 《化工进展》 北大核心 2025年第3期1218-1227,共10页
火炬气回收过程涉及能源、经济、环境等多学科,各学科依据自身的研究方法而存在各自不同的追求目标与评价指标,不同学科追求的目标间存在着矛盾性、给出的指标间亦存在着不可公度性,由此给火炬气回收方法的多目标择优定量计算分析带来困... 火炬气回收过程涉及能源、经济、环境等多学科,各学科依据自身的研究方法而存在各自不同的追求目标与评价指标,不同学科追求的目标间存在着矛盾性、给出的指标间亦存在着不可公度性,由此给火炬气回收方法的多目标择优定量计算分析带来困难,现有文献鲜有这方面的深入研究。本文探讨基于货币形式的矛盾性平衡与不可公度性解决策略,提出将多学科各自追求的目标和给出的指标进一步转化为用统一货币形式表示,并结合经济学中的成本收益分析法构建目标函数,得到了将矛盾性的平衡与不可公度性的解决转变为对目标函数值寻优的多目标优化计算方法。以某石化企业在火炬气量变化情况下的回收方法择优问题为例,应用该策略和方法进行定量计算分析,结果表明:该策略和方法具有客观且直观的特点,并具备较高合理性;火炬气量与回收系统初投资对回收方法的择优有重要影响。 展开更多
关键词 火炬气回收 4E分析模型 多学科分析 多目标优化 不可公度性
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BFPC立柱结构仿生多目标优化设计 被引量:2
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作者 李有堂 连虎强 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期87-93,107,共8页
以立式数控机床立柱为研究对象,提出玄武岩纤维树脂混凝土(Basalt Fiber reinforced Polymer Concrete,BFPC)立柱结构仿生新构型。建立机床立柱有限元模型,通过静动态性能分析,基于响应面法和遗传算法,对影响BFPC立柱性能较大的设计参... 以立式数控机床立柱为研究对象,提出玄武岩纤维树脂混凝土(Basalt Fiber reinforced Polymer Concrete,BFPC)立柱结构仿生新构型。建立机床立柱有限元模型,通过静动态性能分析,基于响应面法和遗传算法,对影响BFPC立柱性能较大的设计参数进行拉丁超立方实验设计,通过灵敏度分析建立响应面模型,选取立柱质量、最大静变形量和一阶固有频率作为优化目标,利用多目标遗传算法得到Pareto最优解集。仿真结果表明,与原型立柱相比,优化后的立柱质量减小了42.64%,最大静变形量减小了20.98%,一阶固有频率提高了2.99%,该优化方法使得立柱静动态性能显著提升,达到轻量化和最佳尺寸的设计效果,可以为立柱优化设计提供参考。 展开更多
关键词 机床立柱 结构仿生 响应面法 遗传算法 多目标优化
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半地半轨双层立式停车装置框架多目标结构优化 被引量:2
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作者 沈仙法 郁锦涛 +1 位作者 张月 陈晓颖 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第4期248-253,共6页
为实现半地半轨双层立式停车装置框架结构的轻量化,利用UG建立停车装置框架三维模型,并导入到ANSYS Workbench中进行静力学和模态分析,获得框架等效应力、总体变形、安全系数云图以及前6阶固有振型与频率,找到框架结构的冗余和薄弱部位... 为实现半地半轨双层立式停车装置框架结构的轻量化,利用UG建立停车装置框架三维模型,并导入到ANSYS Workbench中进行静力学和模态分析,获得框架等效应力、总体变形、安全系数云图以及前6阶固有振型与频率,找到框架结构的冗余和薄弱部位,再分别以框架横梁和立柱截面的宽度、长度和厚度为优化变量,质量、应力、变形和安全系数为优化目标,以截面尺寸范围、许用应力和最小安全系数为约束条件,建立优化数学模型。然后在ANSYS Workbench响应面优化模块中进行试验设计,并采用多目标遗传算法对框架横梁和立柱的截面尺寸进行多目标优化,得到其截面尺寸的Pareto最优解集和候选设计点。在此基础上,提出框架整体优化设计方案并完成静力学验证。结果表明,优化后的框架整体总质量由优化前的988.731kg降低到664.645kg,降幅达32.78%,优化效果显著,并且其强度、变形和安全系数均满足安全要求。 展开更多
关键词 停车装置 框架 结构优化 ANSYS Workbench 多目标遗传算法
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冲击波和破片联合作用下多层级复合防护结构设计与优化 被引量:1
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作者 周猛 梁民族 +2 位作者 陈荣 林玉亮 张玉武 《含能材料》 北大核心 2025年第3期236-245,共10页
为高效防护弹药近场爆炸产生的冲击波和破片联合载荷,设计了包括抗侵彻层、协调支撑层和缓冲吸能层的多层级复合防护结构,建立了有限元分析模型并开展了近场爆炸试验进行验证。基于有限元仿真结果,构建了复合防护结构的响应面代理模型,... 为高效防护弹药近场爆炸产生的冲击波和破片联合载荷,设计了包括抗侵彻层、协调支撑层和缓冲吸能层的多层级复合防护结构,建立了有限元分析模型并开展了近场爆炸试验进行验证。基于有限元仿真结果,构建了复合防护结构的响应面代理模型,并以复合防护结构的面密度和总厚度为优化目标,采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)分别对破片单独作用、冲击波单独作用以及两者联合作用下,复合防护结构的厚度配置进行了多目标优化,得到了Pareto最优解集。结果表明,相比于初始结构,破片单独作用下优化后复合防护结构的面密度最高可降低19.2%,厚度最高可降低10.0%;冲击波单独作用下复合防护结构的面密度最高可降低34.9%,厚度最高可降低27.5%;冲击波和破片联合作用下复合防护结构的面密度最高可降低19.2%,厚度最高可降低10.0%。对于限制厚度不超过40 mm的典型应用场景,优化后复合防护结构的面密度比初始构型降低约17.5%,总厚度降低约9.1%。同时观察到,破片单独作用和联合作用下得到的Pareto最优解集几乎相同,这表明加装复合防护结构后冲击波对破片后续作用的影响明显减弱,即复合防护结构有效抑制了冲击波和破片的联合作用效果。 展开更多
关键词 近场爆炸 破片 冲击波 复合防护结构 多目标优化
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地区经济增长目标与外商投资结构优化 被引量:5
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作者 袁博 刘玉海 刘秉镰 《南开经济研究》 CSSCI 北大核心 2024年第1期146-164,共19页
引进外商直接投资是地方政府实现经济增长目标的重要途径,而实现外商投资结构优化则是推进高水平对外开放和经济高质量发展的有效手段。本文利用商务部外商投资管理平台公布的外资企业设立信息与地级市政府工作报告公布的地区经济增长... 引进外商直接投资是地方政府实现经济增长目标的重要途径,而实现外商投资结构优化则是推进高水平对外开放和经济高质量发展的有效手段。本文利用商务部外商投资管理平台公布的外资企业设立信息与地级市政府工作报告公布的地区经济增长目标等相关数据,实证检验了地区经济增长目标对其外商投资结构优化的影响效应及其作用机制。研究结果显示,地区经济增长目标对外商投资结构优化存在显著的促进作用,即地区经济增长目标的提高会促使该地区引进外资中的高技术产业占比提高。异质性分析发现,经济增长目标对东部地区和服务业的外资结构优化均存在显著的正向促进作用,而对西部地区则存在显著的负向阻碍效应。机制检验表明,从增加传统要素供给的视角来看,经济增长目标压力下,地方政府扩大土地供给会促使制造业外资结构优化,但对服务业外资结构优化的影响并不明显;从促进优质要素形成的视角来看,财政支出扩张引致的教育和科技支出增加对吸引高技术外资和促进外资结构优化发挥着积极作用。本文的研究结论可以为新发展格局下优化经济增长目标管理体制和推动地区经济高质量发展提供参考。 展开更多
关键词 经济增长目标 外商直接投资 外资结构优化 经济高质量发展
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多目标优化驱动的碳纤维纺丝电工电子教学实验平台设计
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作者 华一村 刘晓洁 +3 位作者 曹原 尚建华 邓开连 韦方 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第8期184-188,共5页
为了解决传统实验教学中存在的产教脱节、能力培养断层、评价机制单一等难题,设计了一种由多目标优化算法确定工艺参数的“碳纤维纺丝电工电子教学实验平台”。以虚拟碳纤维纺丝生产流程为工业场景载体,融合了电工电子技术、智能优化算... 为了解决传统实验教学中存在的产教脱节、能力培养断层、评价机制单一等难题,设计了一种由多目标优化算法确定工艺参数的“碳纤维纺丝电工电子教学实验平台”。以虚拟碳纤维纺丝生产流程为工业场景载体,融合了电工电子技术、智能优化算法以及纤维生产制造等多学科前沿技术,从而构建一条跨学科的工程实验链路。平台采用模块化设计,实现了从基础电路设计到综合工程研究的多层次实验任务。最后,通过虚实结合的双向反馈机制和全过程动态评价体系,有效提升学生的学习兴趣、工程思维和实践能力。 展开更多
关键词 多目标优化 电工电子教学实验平台 学科交叉 虚实结合
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多目标优化基坑双边耦合变形控制设计建模及求解方法
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作者 丁小文 龙思桦 +3 位作者 叶快 万琪伟 丁海滨 徐长节 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期126-133,共8页
在城市建设中,基坑工程的安全性和经济性至关重要。由于传统的基坑围护结构设计方法通常依赖保守策略并主要关注强度控制,导致其在精确控制变形方面效率低下,无法满足现代城市建设的复杂需求。为解决这些问题,提出一种新的逆向设计多目... 在城市建设中,基坑工程的安全性和经济性至关重要。由于传统的基坑围护结构设计方法通常依赖保守策略并主要关注强度控制,导致其在精确控制变形方面效率低下,无法满足现代城市建设的复杂需求。为解决这些问题,提出一种新的逆向设计多目标优化模型,该模型融合了变形控制与经济性,旨在提高基坑围护结构设计的效率和经济效益。该模型包含一个双边耦合的基坑围护变形计算模型、一个整合变形控制和成本优化的多目标框架、一个基于元启发式算法的求解策略。与四种元启发式算法的比较和结合实际工程案例的深入分析表明,该方法不仅能实现基坑围护结构的精确变形控制,同时优化了成本效益,特别是半经验半随机的启发式算法在处理复杂优化问题时表现出的更高效率和广泛适用性。 展开更多
关键词 多目标优化模型 逆向设计 结构优化 元启发式算法 基坑 围护结构
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