复杂产品关键结构设计参数提取与关联拟合方法及其应用
发布时间：2021-11-17 12:47
复杂产品设计、仿真和优化分析过程中,结构尺寸参数数目多、仿真过程参数来源多样广泛、性能参数维度高且关联复杂等参数特点使得复杂产品在仿真分析和结构优化的计算复杂度极高,难以获取复杂产品不同性能分析情况下的最优设计方案。本文以轮胎成型机一类的机电液气多学科复杂产品为研究对象,以降低复杂产品仿真优化计算复杂度和提高仿真优化分析效率为研究目标,围绕关键结构尺寸参数提取、多源关键参数关联拟合等技术方法及其在复杂产品结构优化的应用开展了研究。第一章主要概述了复杂产品参数采样试验方法、参数关联拟合方法和多目标优化技术的国内外研究现状,并分析以上技术方法仍存在的问题和不足之处,由此给出了本文的主要研究内容,并介绍了本文的组织架构。第二章提出了基于多层次描述采样的复杂产品关键结构尺寸参数提取方法。基于多叉约束关系树实现随动尺寸参数的剔除,以多层次均匀描述采样方法实现结构尺寸参数在正态有效设计空间内均匀随机采样,在采样数据的基础上采用Nataf变换求解响应函数统计矩阵,并采用相关性分析的方法实现无效尺寸参数的剔除及关键结构尺寸参数的进一步提取,大量缩减结构尺寸参数的数目。第三章提出了基于等效简化模型的多源...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３某个复杂产品局部装配图??
固定套?…??图２．４装配约束关系树??通过上图２．４某个复杂产品装配约束关系树可体粗话隨动尺寸参数立板孔??径、长轴小轴径，而保留主动尺寸参数衬套轴径和衬套孔径作为初始关键结构尺??寸参数。??２．３基于多层次均匀规则和正态描述的蒙特卡洛参数采样试验设计??由于结构尺寸参数具有数目极多的特点，采用传统的简单随机采样参数试验??设计方法实现参数采祥试验设计导致参数试验的次数急剧的增加，超出了实际计??算的需要。本小节提出了一种关键结构尺寸参数提取的改进蒙特卡洛模拟方法，??即基于均匀分布和正态描述的蒙特卡洛参数试验设计方法。采用此方法将结构尺??寸参数所定义的取值区域依据正态密度函数模型划分为多层次空间，在各层次空??间随机的取值并使采样点均匀分布，这样极大的减少了参数样本值点的采样数目。??本小节提出的改进蒙特卡洛参数试验方法主要有两个技术关键点，一个是基于多??层次均勻分布规则的多层次采样方法；另一个是基于正态密度函数的描述方法。??（１）基于正态密度函数的描述方法??通常情况下
（２）基于均匀分布规则的多层次采样方法??通过基于正态密度函数的空间描述，通过简单随机采样方法进行采样，效果??如下图２．６，可得知虽然采样点绝大多数聚集在有效空间内，但是针对复杂产品??结构尺寸参数数目多的情况，会导致采样数量极大，试验次数极多的问题。??Ｖ?‘??ｎ．?ｌ．ｉｍ??图２．６简单随机采样图??．因此本小节提出了根据正态描述的多层次空间划分，然后从各结构尺寸参数??的正态有效取值空间的每个子区间中随机抽取样本值点，即保证一个结构尺寸参??数的每个取值样本只被采样一次，则抽取的结构尺寸参数个数为ｍ。在ｎ维空间??中，确保在每一层参数各子空间抽取唯一值的同时与其他各层参数子空间中的采??样参数值仅结合一次。此时，构成了复杂产品多参数多维的多层次采样空间，结??构尺寸参数组合数为ｍ的参数试验设计。如图２．７，二维空间七参数在正态有效??取值空间下的多层次采样。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]均匀设计法在鱼雷尾流自导试验设计中的应用[J]. 邓南明,邓新文. 水下无人系统学报. 2018(02)
[2]195/85R16LT全钢轻型载重子午线轮胎的设计[J]. 聂本梁,鞠浩. 轮胎工业. 2018(01)
[3]试验设计类型之可以考察部分交互作用的多因素设计:正交设计与均匀设计[J]. 张效嘉,胡良平. 四川精神卫生. 2017(03)
[4]基于多目标粒子群算法的电力系统环境经济调度研究[J]. 张子泳,仉梦林,李莎. 电力系统保护与控制. 2017(10)
[5]DOE全因子实验设计法在降低梗线风选剔签率的应用[J]. 朱萌,董兰芬,齐红光,赵思源,王刘胜. 硅谷. 2014(06)
[6]基于NSGA-Ⅱ的内燃机气门弹簧的多目标优化[J]. 王犹建,张光. 煤矿机械. 2014(01)
[7]非支配排序进化策略求解煤气化多目标优化问题[J]. 张宇,鄢烈祥,李国建,史彬. 化工学报. 2013(12)
[8]静动态力学条件下多孔金属的材料/结构多级优化设计研究[J]. 刘远东,尹益辉,郭中泽. 中国科学:技术科学. 2012(10)
[9]关键路径法（CPM）在深水结构实验中的应用[J]. 余建星,李妍,曹静,陈严飞,沙勇,周巍伟,杨源. 天津理工大学学报. 2012(Z1)
[10]常用正交表的构造原理及SAS实现[J]. 陈远方,林曦晨,徐利华,汤洪秀,汪宏晶,尹平. 中国卫生统计. 2012(04)
博士论文
[1]基于DOE和代理模型的结构优化设计方法及应用研究[D]. 赵紫岩.西安建筑科技大学 2017
[2]基于分解的多目标进化算法及其应用[D]. 袁源.清华大学 2015
[3]基于局部学习与均匀分解的多目标进化算法研究[D]. 马晓亮.西安电子科技大学 2014
[4]复杂产品设计中参数关联和等效简化方法及其应用[D]. 彭翔.浙江大学 2014
[5]复杂结构拉丁超立方体设计的构造[D]. 陈浩.南开大学 2013
硕士论文
[1]投影均匀下基于正交表的拉丁超立方体设计[D]. 于雪.东北师范大学 2018
[2]基于复模态分析的盘式制动器仿真优化[D]. 郑涛.浙江大学 2018
[3]嵌套试验设计在机械设备优化设计中的应用研究[D]. 吴昊嘉.广西大学 2017
[4]面向大规模Agent的近正交拉丁超立方实验设计方法研究[D]. 周威.国防科学技术大学 2015
[5]多目标优化在汽车碰撞安全性设计中的应用[D]. 钟云锋.湖南大学 2013
[6]基于LabVIEW的TST-LCZ-2430C1型轮胎成型机监控技术研究[D]. 赵晶.天津科技大学 2012
本文编号：3500940
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３某个复杂产品局部装配图??
固定套?…??图２．４装配约束关系树??通过上图２．４某个复杂产品装配约束关系树可体粗话隨动尺寸参数立板孔??径、长轴小轴径，而保留主动尺寸参数衬套轴径和衬套孔径作为初始关键结构尺??寸参数。??２．３基于多层次均匀规则和正态描述的蒙特卡洛参数采样试验设计??由于结构尺寸参数具有数目极多的特点，采用传统的简单随机采样参数试验??设计方法实现参数采祥试验设计导致参数试验的次数急剧的增加，超出了实际计??算的需要。本小节提出了一种关键结构尺寸参数提取的改进蒙特卡洛模拟方法，??即基于均匀分布和正态描述的蒙特卡洛参数试验设计方法。采用此方法将结构尺??寸参数所定义的取值区域依据正态密度函数模型划分为多层次空间，在各层次空??间随机的取值并使采样点均匀分布，这样极大的减少了参数样本值点的采样数目。??本小节提出的改进蒙特卡洛参数试验方法主要有两个技术关键点，一个是基于多??层次均勻分布规则的多层次采样方法；另一个是基于正态密度函数的描述方法。??（１）基于正态密度函数的描述方法??通常情况下
（２）基于均匀分布规则的多层次采样方法??通过基于正态密度函数的空间描述，通过简单随机采样方法进行采样，效果??如下图２．６，可得知虽然采样点绝大多数聚集在有效空间内，但是针对复杂产品??结构尺寸参数数目多的情况，会导致采样数量极大，试验次数极多的问题。??Ｖ?‘??ｎ．?ｌ．ｉｍ??图２．６简单随机采样图??．因此本小节提出了根据正态描述的多层次空间划分，然后从各结构尺寸参数??的正态有效取值空间的每个子区间中随机抽取样本值点，即保证一个结构尺寸参??数的每个取值样本只被采样一次，则抽取的结构尺寸参数个数为ｍ。在ｎ维空间??中，确保在每一层参数各子空间抽取唯一值的同时与其他各层参数子空间中的采??样参数值仅结合一次。此时，构成了复杂产品多参数多维的多层次采样空间，结??构尺寸参数组合数为ｍ的参数试验设计。如图２．７，二维空间七参数在正态有效??取值空间下的多层次采样。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]均匀设计法在鱼雷尾流自导试验设计中的应用[J]. 邓南明,邓新文. 水下无人系统学报. 2018(02)
[2]195/85R16LT全钢轻型载重子午线轮胎的设计[J]. 聂本梁,鞠浩. 轮胎工业. 2018(01)
[3]试验设计类型之可以考察部分交互作用的多因素设计:正交设计与均匀设计[J]. 张效嘉,胡良平. 四川精神卫生. 2017(03)
[4]基于多目标粒子群算法的电力系统环境经济调度研究[J]. 张子泳,仉梦林,李莎. 电力系统保护与控制. 2017(10)
[5]DOE全因子实验设计法在降低梗线风选剔签率的应用[J]. 朱萌,董兰芬,齐红光,赵思源,王刘胜. 硅谷. 2014(06)
[6]基于NSGA-Ⅱ的内燃机气门弹簧的多目标优化[J]. 王犹建,张光. 煤矿机械. 2014(01)
[7]非支配排序进化策略求解煤气化多目标优化问题[J]. 张宇,鄢烈祥,李国建,史彬. 化工学报. 2013(12)
[8]静动态力学条件下多孔金属的材料/结构多级优化设计研究[J]. 刘远东,尹益辉,郭中泽. 中国科学:技术科学. 2012(10)
[9]关键路径法（CPM）在深水结构实验中的应用[J]. 余建星,李妍,曹静,陈严飞,沙勇,周巍伟,杨源. 天津理工大学学报. 2012(Z1)
[10]常用正交表的构造原理及SAS实现[J]. 陈远方,林曦晨,徐利华,汤洪秀,汪宏晶,尹平. 中国卫生统计. 2012(04)
博士论文
[1]基于DOE和代理模型的结构优化设计方法及应用研究[D]. 赵紫岩.西安建筑科技大学 2017
[2]基于分解的多目标进化算法及其应用[D]. 袁源.清华大学 2015
[3]基于局部学习与均匀分解的多目标进化算法研究[D]. 马晓亮.西安电子科技大学 2014
[4]复杂产品设计中参数关联和等效简化方法及其应用[D]. 彭翔.浙江大学 2014
[5]复杂结构拉丁超立方体设计的构造[D]. 陈浩.南开大学 2013
硕士论文
[1]投影均匀下基于正交表的拉丁超立方体设计[D]. 于雪.东北师范大学 2018
[2]基于复模态分析的盘式制动器仿真优化[D]. 郑涛.浙江大学 2018
[3]嵌套试验设计在机械设备优化设计中的应用研究[D]. 吴昊嘉.广西大学 2017
[4]面向大规模Agent的近正交拉丁超立方实验设计方法研究[D]. 周威.国防科学技术大学 2015
[5]多目标优化在汽车碰撞安全性设计中的应用[D]. 钟云锋.湖南大学 2013
[6]基于LabVIEW的TST-LCZ-2430C1型轮胎成型机监控技术研究[D]. 赵晶.天津科技大学 2012
本文编号：3500940
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