广义集成优化反演法在机械设计中的应用研究

发布时间：2020-06-01 17:01

【摘要】： 反演是研究由实测数据推断物理系统模型参数的理论与方法,它广泛应用于自然科学和工程技术的许多领域。由于反演问题的不适定性和非线性,其求解难度较大,因此本文运用一种新兴的方法来研究新的反演设计方法,提出基于广义集成优化的反演设计方法,以应用于机械设计为目标,系统研究了该方法应用于机械设计的一些关键技术,并将该方法应用到具体的设计实践之中。本文首先在综合分析反演设计理论及应用现状的基础上,从设计方法学和反演问题研究融合的角度,深入探讨了反演设计方法中的共性问题。在此基础上,以uGA+BCLSF为主要算法,编写了主要针对机械设计的通用反演程序。其次,针对机械产品变形设计领域中常见的部分结构参数精确获得困难等问题,以某一典型结构消声器为研究对象,提出了将反演设计技术应用于消声器内部结构参数反求分析的方法。将计算流体动力学理论应用于消声器内部流场的研究,建立了消声器有限元模型,并探讨了反演设计技术应用于消声器设计的可行性问题。最后,应用反演设计方法和虚拟样机技术,建立了3-RPS并联机器人仿真模型,编制了基于ADAMS的反演设计程序,探讨了反演设计技术应用于并联机器人杆长参数标定的可行性,为并联机器人设计提供了一条新的思路。本文通过对广义集成优化反演法的论述,结合两个研究对象分析了该技术应用于机械设计的可行性。结果表明该技术可以较好地融入机械设计的各个领域中,为机械产品设计提供了一个新的科学适用的工具。
【图文】：

流程图,集成优化,广义,流程

广义集成优化是一门综合性与实用性很强的理论和技术。其集成优化原理[14-15]如图3.1所示。广义集成优化能将所有设计流程组织到一个统一、有机和逻辑的框架中，自动准备CAD、 CAE软件的输入文件，自动运行仿真软件，自动将一个仿真软件的结果文件匹配到下一个仿真软件的输入文件，根据设计开发引擎的指令自动改变输入文件，并自动重启设计流程，使整个设计流程实现全数字化和全自动化。由于几乎所有的仿真软件都在用同样的方式运行：在输入文件中定义问题，启动求解器进图3.1 广义集成优化流程行计算

消声器,实物

消声器的结构多种多样，按其消声机理的不同可分为抗性消声器、阻性消声器和阻抗复合性消声器。本文所建立的正问题模型是一类典型的抗性消声器，其实物模型如图 4.1 所示，其结构如图 4.2 所示。这类消声器主要应用于机动车辆的排气系统中，能有效降低排气噪声。它是利用声阻、声顺和声质量三者的适当组合，使某些特定频率或频段的噪声反射回噪声源或被大幅度地吸收，起到消声作用。这类消声器通常都有一入口端和出口端,在入口端施以声压 P1之后,则产生入口气流速度 V1,出口端便有声压 P2和出口气流速度 V2。要使消声器具有较好的消声特性,消声器内部结构就比较复杂
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH122

【参考文献】