考虑可供性的可变功能机械产品功能转换设计方法

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作者 李文博 萨日娜 王香帅 《机电工程》 北大核心 2025年第9期1781-1790,共10页

针对可变功能机械产品功能转换设计过程中功构关系耦合复杂、功能结构不确定等问题,提出了考虑可供性的可变功能机械产品功能转换设计方法。首先,构建了功能-结构-可供性耦合图模型(M_(FSA)),以超边表达功构映射关系,有向边表达可供性关... 针对可变功能机械产品功能转换设计过程中功构关系耦合复杂、功能结构不确定等问题,提出了考虑可供性的可变功能机械产品功能转换设计方法。首先,构建了功能-结构-可供性耦合图模型(M_(FSA)),以超边表达功构映射关系,有向边表达可供性关系,量化分析了产品因功能转换过程产生的功构耦合关系变化;接着,设计了功能转换结构选择策略,建立了以最小可供性理想度、最大结构间亲和度为目标的结构选择模型;然后,给出了引入动态步长因子、动态发现概率算子的改进多目标二进制布谷鸟搜索算法(IMOBCS),并完成了功能转换结构选择方案Pareto解集的排序择优;最后,以消防接口的功能转换设计为实例,更改了最优结构选择方案中的所有结构,解决了存在的设计冲突,完成了功能转换设计,对多个设计方案进行了对比。研究结果表明:该方法实现了消防接口的功能转换设计,能表达更复杂的功构耦合关系;仅通过改进筛选结果所含结构,解决了所有设计冲突;IMOBCS算法生成了包括22个方案的结构选择方案集合(Pareto前沿),其收敛所需迭代次数最少,形成Pareto前沿的效果最好;通过方案之间的对比,发现了所获取的消防接口功能转换设计方案具有更好的应急效能、安全性、设计质量。 展开更多

关键词 机械设计 可变功能 可供性 功能-结构-可供性耦合图模型 超边 改进多目标二进制布谷鸟搜索算法

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考虑多失效模式的桩锚结构鲁棒性设计及经济性优化

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作者 侯世伟 袁正明 +1 位作者 陈昕 曹秀秀 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期123-130,共8页

目的 研究岩土力学参数的不确定性对桩锚支护体系的整体影响,探究经济性和鲁棒性共同作用的优化设计。方法 选取黄土地区工程案例,考虑支护桩隆起破坏、支护桩倾覆破坏、整体稳定性破坏三类破坏形式,使用蒙特卡洛及点估计法嵌套的方式... 目的 研究岩土力学参数的不确定性对桩锚支护体系的整体影响,探究经济性和鲁棒性共同作用的优化设计。方法 选取黄土地区工程案例,考虑支护桩隆起破坏、支护桩倾覆破坏、整体稳定性破坏三类破坏形式,使用蒙特卡洛及点估计法嵌套的方式求出不同设计组合下的失效概率及标准差;同时考虑优化设计的经济性,筛选出桩锚支护结构体系的鲁棒性优化设计方案。结果 随着桩长增加,主控模式由隆起破坏向整体稳定性改变,不同的几何参数对结构鲁棒性影响不同,优化后可以获得同时满足经济性、鲁棒性及可靠度要求的最佳设计方案。结论 在桩锚结构设计中考虑经济性优化及多失效模式的鲁棒性设计是必要的。 展开更多

关键词 桩锚支护 多失效模式 可靠度 鲁棒性 多目标优化

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基于代理模型的永磁直线同步电机多目标优化

3

作者 许孝卓 郭国宾 +2 位作者 封海潮 杜宝玉 赵运基 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期139-150,共12页

针对传统值解析法、有限元等作为分析模型进行电机多目标优化设计,存在建模难度大、时间成本高的问题,提出一种基于代理模型的电机优化设计框架,该框架由遗传算法优化的极限学习机(GA-ELM)以及多目标粒子群优化(MOPSO)算法组成,并用于... 针对传统值解析法、有限元等作为分析模型进行电机多目标优化设计,存在建模难度大、时间成本高的问题,提出一种基于代理模型的电机优化设计框架,该框架由遗传算法优化的极限学习机(GA-ELM)以及多目标粒子群优化(MOPSO)算法组成,并用于一台永磁直线同步电机(PMLSM)的结构优化。基于单变量扫描、主效应分析以及试验设计(DOE)的方法建立了模型训练样本库,在保证样本质量的同时降低了样本容量、节约了建模时间;采用GA-ELM搭建了电机的代理模型,进一步提高了原模型精度;基于MOPSO优化算法引入扰乱子完成对模型的多目标寻优,获得了三维Pareto最优前沿解集。最后依据优化结果加工样机,实验验证了该优化设计框架所得优化结果的正确性,且结果表明优化后的电机平均推力提高了11.19%,推力波动降低了21.95%。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 优化设计框架 多目标优化 代理模型 极限学习机 多目标粒子群优化

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动车组头车声固耦合模态分析及多目标优化 被引量：1

4

作者 于洋 曹启军 +2 位作者 刘春艳 陈秉智 于春洋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期238-247,共10页

目前针对高速列车领域声固耦合共振现象的产生机理和影响因素尚缺乏深入探讨,并且基于声固耦合共振理论的车体优化设计也需进一步开展。该研究基于模态等效和质量等效原则建立动车组头车有限元模型,分别进行结构模态、声场模态和考虑内... 目前针对高速列车领域声固耦合共振现象的产生机理和影响因素尚缺乏深入探讨,并且基于声固耦合共振理论的车体优化设计也需进一步开展。该研究基于模态等效和质量等效原则建立动车组头车有限元模型,分别进行结构模态、声场模态和考虑内外声场影响的声固耦合模态分析。分析结果表明:结构模态频率符合头车设计规范;声场模态存在与结构模态相近的特征频率,为后续耦合共振优化提供依据;内外声场的耦合作用导致结构和声场系统的模态参数变化,论证了模态分析中考虑声固耦合因素的必要性。基于模态分析结果,对动车组头车结构进行了两项优化设计:以车体质量最小化为目标,车身厚度为设计变量,在满足一阶垂弯模态频率约束条件下进行车体减重设计;为避免耦合共振影响,提取结构和声场固有频率值接近的模态阶次,将二者的频率差最大化作为优化目标,引入车体减重设计模型,形成头车轻量化与舒适性指标同步提升的多目标优化体系。 展开更多

关键词 动车组(EMU) 声固耦合模态 耦合共振 轻量化设计 多目标优化

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富氧底吹熔炼炉内氧枪结构参数的优化分析 被引量：31

5

作者 张振扬 闫红杰 +1 位作者 刘方侃 王计敏 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1471-1478,共8页

以提高底吹熔炼炉反应区的熔炼效率及优化底吹炉反应区的氧枪结构参数为目标,运用数值模拟的方法,建立底吹熔池熔炼炉内气液两相流动的三维数学模型。应用正交表设计数值模拟的试验方案,以气含率、熔池内熔体平均速度以及平均湍动能为... 以提高底吹熔炼炉反应区的熔炼效率及优化底吹炉反应区的氧枪结构参数为目标,运用数值模拟的方法,建立底吹熔池熔炼炉内气液两相流动的三维数学模型。应用正交表设计数值模拟的试验方案,以气含率、熔池内熔体平均速度以及平均湍动能为优化指标,采用田口方法对底吹熔池熔炼炉进行了氧枪结构多目标优化研究。结果表明,通过统计分析方法得到氧枪结构最优组合如下:氧枪直径为0.06 m,氧枪间距为0.98 m,氧枪倾角为17°。对优化结果进行统计验证,表明采用田口方法优化底吹炉氧枪结构可行,优化结果可靠。 展开更多

关键词 底吹熔炼炉 氧枪结构 田口方法 多目标优化

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面向复合意象的产品形态多目标优化 被引量：12

6

作者 陈国东 陈思宇 +2 位作者 王军 孙守迁 倪益华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第20期2763-2770,共8页

为了使产品开发人员和企业开发新产品时符合用户的多维度感性需求,提出了一种面向用户复合意象的产品形态多目标优化设计方法。首先,应用语义差异评价和因子分析法抽取用户的复合意象维度;然后,采用形态分析法提取产品部件和外形单元要... 为了使产品开发人员和企业开发新产品时符合用户的多维度感性需求,提出了一种面向用户复合意象的产品形态多目标优化设计方法。首先,应用语义差异评价和因子分析法抽取用户的复合意象维度;然后,采用形态分析法提取产品部件和外形单元要素;最后,在构建产品形态的BP意象预测模型的基础上,采用多目标遗传算法NSGAII求解最优方案。豆浆机实例表明,该方法适用于复合意象的产品形态优化设计,成功得到分布均匀的Pareto最优解,产品开发者可根据具体情况在多个目标之间交互选择优化方案,具有很好的指导作用和实际应用价值。 展开更多

关键词 复合意象 产品设计 多目标优化 BP网络

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火炮内弹道设计方案多指标辅助优化分析 被引量：10

7

作者 王敬 季新源 袁亚雄 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2005年第2期9-12,共4页

根据最优化理论建立了内弹道多指标决策模型,制定了基于经典内弹道模型的可行方案集和指标集,并采用 TOPSIS 算法对可行方案进行综合优化和排序。结果表明,多指标决策模型可作为内弹道设计方案辅助优化工具。

关键词 设计方案 多指标 优化分析 TOPSIS算法 火炮 决策模型 可行方案 内弹道模型 理论建立 综合优化 优化工具 最优化 指标集 排序

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起竖系统的优化设计 被引量：7

8

作者 李忠明 焦宗夏 王克军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期176-179,共4页

对起竖系统的优化设计从快速性、受力情况等方面进行了分析,确定了优化目标.对每个目标函数进行无量纲化处理,采用传统的线性加权法进行了多目标优化求解.采用均匀试验设计确定样本点,基于协同仿真获得样本数据,建立了多项式响应面模型... 对起竖系统的优化设计从快速性、受力情况等方面进行了分析,确定了优化目标.对每个目标函数进行无量纲化处理,采用传统的线性加权法进行了多目标优化求解.采用均匀试验设计确定样本点,基于协同仿真获得样本数据,建立了多项式响应面模型,对某起竖系统关键支点的位置进行了多学科优化.通过构造的评价函数,同传统的多目标优化方法得到的结果进行比较,分析了2种方法的差异,表明了多项式响应面方法的有效性,为起竖系统的进一步开发和设计提供了有利的工具. 展开更多

关键词 起竖系统 多目标优化 试验设计 响应面模型

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多相材料微结构多目标拓扑优化设计 被引量：24

9

作者 孙士平 张卫红 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期633-638,共6页

在采用多尺度均匀化方法求解微结构等效特性的基础上,提出了多相材料微结构的多目标优化设计模型．以组分材料用量为约束,采用周长控制消除棋盘格,结合有限元方法和对偶凸规划求解技术,对两相和三相材料微结构多项等效模量的组合进行了... 在采用多尺度均匀化方法求解微结构等效特性的基础上,提出了多相材料微结构的多目标优化设计模型．以组分材料用量为约束,采用周长控制消除棋盘格,结合有限元方法和对偶凸规划求解技术,对两相和三相材料微结构多项等效模量的组合进行了优化设计．研究比较了微结构网格粗细、材料组分以及三相材料微结构优化中的两相实体材料弹性模量相对比例不同对优化结果的影响．数值算例验证了优化模型和优化算法的有效性,表明了相关因素对优化结果的影响． 展开更多

关键词 拓扑优化 微结构设计 多相材料 多目标 均匀化方法

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钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法 被引量：32

10

作者 王东升 李宏男 +1 位作者 赵颖华 王国新 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期80-86,共7页

通过改进能力谱法,给出了一个可以实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”多级性能目标的钢筋混凝土桥墩直接基于位移的抗震设计方法。首先以钢筋和混凝土的应变幅值建立了钢筋混凝土桥墩不同破损极限状态的量化准则,并基于曲率延性系数... 通过改进能力谱法,给出了一个可以实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”多级性能目标的钢筋混凝土桥墩直接基于位移的抗震设计方法。首先以钢筋和混凝土的应变幅值建立了钢筋混凝土桥墩不同破损极限状态的量化准则,并基于曲率延性系数和位移延性系数关系转化为墩顶位移的表述形式。再以屈服位移和位移延性系数作为设计参考变量,采用屈服谱加速度和屈服位移(Ay-Dy)格式的地震需求谱求解系统在不同风险水平地震作用下的反应。最后以能力设计原理保证桥墩截面的抗剪强度需求。通过一个具体设计算例说明了建议方法的可行性。 展开更多

关键词 钢筋混凝土桥墩 基于位移抗震设计 多级性能目标 改进能力谱法 屈服位移 破损极限状态

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改进遗传算法在飞机总体参数优化中的应用 被引量：8

11

作者 邱志平 张宇星 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1182-1185,共4页

基于飞机总体参数设计中的多目标优化问题,提出了改进的多目标遗传算法.算法围绕Pareto最优解的概念,利用遗传算法的内在并行性,设法求取多目标优化问题的"Pareto前沿".将不同的改进遗传算法应用于同一干线客机总体参数优化... 基于飞机总体参数设计中的多目标优化问题,提出了改进的多目标遗传算法.算法围绕Pareto最优解的概念,利用遗传算法的内在并行性,设法求取多目标优化问题的"Pareto前沿".将不同的改进遗传算法应用于同一干线客机总体参数优化设计中,要求巡航升阻比和有效载荷系数两个目标达到最大,并对各种算法所得的结果进行综合分析与比较,结果显示:基于Pareto排序的多目标优化算法(NSGA,Non-dominated Sorting Genetic Algorithm)的Pareto解最优,可以支配改进的向量评价遗传算法(VEGA,Vector-Evaluated Genetic Algorithm)和随机权重遗传算法(RWGA,Random-Weight Genetic Algorithm)的结果;而VEGA和RWGA的结果互有优劣. 展开更多

关键词 多目标优化 飞机设计 PARETO最优 遗传算法

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基于C++的内部类的实现以及应用 被引量：3

12

作者 程振林 方金云 唐志敏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第20期92-94,共3页

多重继承一直是C++语言中一个广受争议的语言特征。一般认为,在面向对象设计中应该谨慎使用多重继承。文章分析了C++中多重继承实现的复杂性并对如何高效使用多重继承进行了探讨。作为替代方案,文中给出了基于内部类的方法以避免多重继... 多重继承一直是C++语言中一个广受争议的语言特征。一般认为,在面向对象设计中应该谨慎使用多重继承。文章分析了C++中多重继承实现的复杂性并对如何高效使用多重继承进行了探讨。作为替代方案,文中给出了基于内部类的方法以避免多重继承的复杂性,并对内部类机制在面向对象设计中的应用进行了探讨。 展开更多

关键词 内部类 C++ 多重继承 面向对象设计

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基于智能CAD系统的铁路选线方案多目标综合评价方法 被引量：21

13

作者 易思蓉 张家玲 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第B05期95-101,共7页

在分析铁路选线领域知识特点的基础上 ,建立了铁路选线多方案综合评价模型 ,阐述了评价铁路选线方案优劣的综合评优方法 ,即带偏好信息的设计方案多目标灰色关联度决策方法 ;提出了根据线路方案设计信息直接获取铁路选线方案的评价指标... 在分析铁路选线领域知识特点的基础上 ,建立了铁路选线多方案综合评价模型 ,阐述了评价铁路选线方案优劣的综合评优方法 ,即带偏好信息的设计方案多目标灰色关联度决策方法 ;提出了根据线路方案设计信息直接获取铁路选线方案的评价指标信息和自下而上逐层构造决策矩阵并进行多目标综合评价的思想。本文提出的方法已被成功地用于铁路新线设计智能 展开更多

关键词 智能CAD 多目标决策 综合评价 铁路选线

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基于UML和多线程的AGVS仿真工具设计 被引量：5

14

作者 詹跃东 李莉 史扬 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期871-874,共4页

基于AGVS的有色时延Petri网和有向图模型,使用面向对象的方法,以基于多线程技术计算机动画仿真功能为目标;以统一建模语言(UML)和Rational Rose为工具,Design View和ProcessView为重点进行了AGVS仿真工具的设计。按照该设计实现的仿真... 基于AGVS的有色时延Petri网和有向图模型,使用面向对象的方法,以基于多线程技术计算机动画仿真功能为目标;以统一建模语言(UML)和Rational Rose为工具,Design View和ProcessView为重点进行了AGVS仿真工具的设计。按照该设计实现的仿真工具已经成功的应用于AGVS的仿真研究当中。 展开更多

关键词 AGVS 面向对象设计 统一建模语言 多线程 仿真

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基于多种算法的多目标配煤优化方法 被引量：14

15

作者 刘玉娇 张海英 关海盈 《热力发电》 CAS 北大核心 2014年第9期108-112,共5页

针对试验法动力配煤存在操作繁琐、信息滞后较大以及配煤方案粗略等缺陷,将BP网络、均匀设计、遗传算法等方法相结合,建立了多目标遗传算法优化模型,快速得到优化配煤方案。其中,BP算法用于实现混煤与单煤的发热量等煤质信息之间的非线... 针对试验法动力配煤存在操作繁琐、信息滞后较大以及配煤方案粗略等缺陷,将BP网络、均匀设计、遗传算法等方法相结合,建立了多目标遗传算法优化模型,快速得到优化配煤方案。其中,BP算法用于实现混煤与单煤的发热量等煤质信息之间的非线性映射关系;采用均匀设计建立适应度函数;利用遗传算法进行寻优。研究结果表明:预测模型具有较高的可靠性和置信度。 展开更多

关键词 配煤 多目标 均匀设计 BP网络 遗传算法

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进气道进口几何参数模糊优化设计 被引量：4

16

作者 李敬 李天 武哲 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期543-545,共3页

重点研究二维两波系超音速外压式两侧侧腹进气道的进口几何参数的气动力隐身一体化优化设计，主要考虑进气道的压缩板角、唇口斜切角、罩唇位置角、进口宽度、进口宽高比等进口几何参数所决定的一些气动力性能，如总压恢复系数，超... 重点研究二维两波系超音速外压式两侧侧腹进气道的进口几何参数的气动力隐身一体化优化设计，主要考虑进气道的压缩板角、唇口斜切角、罩唇位置角、进口宽度、进口宽高比等进口几何参数所决定的一些气动力性能，如总压恢复系数，超音速溢流附加阻力系数及电磁散射机理如压缩楔板的表面散射、楔板及唇口的边缘绕射，采用基于目标满意度和约束满足度的模糊优化模型。 展开更多

关键词 进气道 多目标规划 模糊规划论 一体化设计

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模糊优化在飞机总体设计中的应用 被引量：3

17

作者 李敬 李天 武哲 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期67-69,共3页

采用线性函数建立了飞机气动力与隐身一体化设计优化目标的满意度函数和约束的满足度函数,用综合加权法建立了多个目标的总满意度函数,研究了机翼平面外形参数和翼身融合参数的气动力/ 隐身一体化模糊优化设计,并与常规优化方法进行了对... 采用线性函数建立了飞机气动力与隐身一体化设计优化目标的满意度函数和约束的满足度函数,用综合加权法建立了多个目标的总满意度函数,研究了机翼平面外形参数和翼身融合参数的气动力/ 隐身一体化模糊优化设计,并与常规优化方法进行了对比;采用罚函数将约束优化转化为无约束优化。 展开更多

关键词 多目标规划 模糊规划论 总体设计 优化

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基于灵敏度的植树挖坑机机架多目标优化设计 被引量：1

18

作者 仇君 朱建华 +1 位作者 陈家锐 黄伟 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第2期280-285,共6页

为了减轻植树挖坑机的重量,提高挖坑机的动态特性,利用有限元软件ANSYS的APDL语言建立新型植树挖坑机机架的参数化模型,以固有频率和质量为目标,以模态灵敏度分析的结果为依据,在机架满足强度条件的前提下,对机架进行多目标优化设计。... 为了减轻植树挖坑机的重量,提高挖坑机的动态特性,利用有限元软件ANSYS的APDL语言建立新型植树挖坑机机架的参数化模型,以固有频率和质量为目标,以模态灵敏度分析的结果为依据,在机架满足强度条件的前提下,对机架进行多目标优化设计。研究结果表明:该方法可以改善机架的动态特性并实现机架的轻量化,优化后的机架比原机架具有较好的动态特性和较小的质量;植树挖坑机机架的一阶固有频率从原来的32.646 Hz变为30.060 Hz,降低了7.92%,表明机架优化后的一阶固有频率变化较小,机架优化后的固有频率(30.060 Hz)还远远大于发动机振源的频率(20 Hz);总体积从原来的0.004 769 6 m3变为0.003 977 27 m3,减少了16.61%。该研究方法对小型机器机架的设计,特别是小型农用机器机架的设计具有重要参考意义。 展开更多

关键词 机架 灵敏度分析 多目标 优化设计

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基于博弈分析的产品多目标设计问题的求解方法 被引量：5

19

作者 陈亮 黄亚庆 刘丹 《中国工程机械学报》 北大核心 2015年第3期212-216,共5页

将博弈论应用于多学科多目标设计决策问题中,根据各博弈方策略集划分情况,分别构建基于合作博弈、非合作博弈和混合博弈等多目标设计决策模型,并探讨各种模型的求解方法.合作博弈模型的求解是先通过正交约束法获得Pareto前沿,然后基于... 将博弈论应用于多学科多目标设计决策问题中,根据各博弈方策略集划分情况,分别构建基于合作博弈、非合作博弈和混合博弈等多目标设计决策模型,并探讨各种模型的求解方法.合作博弈模型的求解是先通过正交约束法获得Pareto前沿,然后基于合作博弈模型在Pareto解集中选取均衡解;非合作博弈的求解是先构建各博弈方的理性响应集,然后通过求交集来获得均衡解;混合博弈则是合作和非合作博弈的综合,用于单独采用合作或非合作博弈模型不适用的情形.最后以汽车盘式制动器的设计为例证明了本文方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 多目标设计 博弈论 多学科设计 设计决策 汽车盘式制动器

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考虑多失效模式的桩-土结构体系稳健性设计 被引量：4

20

作者 杜修力 曹秀秀 +2 位作者 钟紫蓝 侯本伟 王威 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期23-30,共8页

针对桩基础设计中岩土参数和荷载的不确定性,首先,提出考虑多失效模式的桩-土结构体系的稳健性设计(RGD)方法,综合分析单桩竖向承载能力极限状态(ULS)、竖向正常使用极限状态(SLS)、水平强度失效和水平变形失效4种失效模式;其次,采用蒙... 针对桩基础设计中岩土参数和荷载的不确定性,首先,提出考虑多失效模式的桩-土结构体系的稳健性设计(RGD)方法,综合分析单桩竖向承载能力极限状态(ULS)、竖向正常使用极限状态(SLS)、水平强度失效和水平变形失效4种失效模式;其次,采用蒙特卡罗模拟(MCS)法和点估计法(PEM)嵌套的方法计算桩-土结构体系的失效概率均值和标准差,以失效概率标准差作为衡量结构稳健性的指标;最后,以稳健性和经济成本作为优化目标,确定单桩的最优设计。结果表明:多失效模式下,不同的单桩设计尺寸,起决定作用的失效模式不同;随着单桩设计几何尺寸的增加,桩-土结构体系的主控失效模式逐渐由桩水平强度控制转为由竖向正常使用极限状态控制;主控失效模式的变化,对结构体系的失效概率变化梯度影响较大。 展开更多

关键词 桩-土结构体系 多失效模式 可靠度分析 稳健性设计(RGD) 多目标优化

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