EWL组合近似模型在铝车身轻量化优化中的应用

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作者 王震虎 董丽君 +2 位作者 张松波 黄中华 李落星 《汽车工程学报》 2023年第3期326-336,共11页

以铝车身为研究对象,基于详细接头建立了铝车身参数化概念模型,其与车身详细模型的误差控制在15%以内,满足工程开发要求。采用相对灵敏度分析法筛选出铝车身的8个关键断面作为设计变量。提出EWL组合近似模型;运用最优拉丁超立方设计(Opt... 以铝车身为研究对象,基于详细接头建立了铝车身参数化概念模型,其与车身详细模型的误差控制在15%以内,满足工程开发要求。采用相对灵敏度分析法筛选出铝车身的8个关键断面作为设计变量。提出EWL组合近似模型;运用最优拉丁超立方设计(Optimal Latin Hypercube Design,OLHD)采样法分别建立基础性能的KRI、响应面法(Response Surface Methodology,RSM)、径向基函数(Radial Basis Function,RBF)法、反比例平均化(EI)法、启发式计算(EG)法和EWL组合近似模型,通过对比分析误差评价指标得出EWL组合近似模型具有最优的拟合精度和稳定性。综合运用EWL组合优化模型和组合优化算法,即全局自适应模拟退火算法(Adaptive Simulated Algorithms,ASA)和梯度序列二次规划(Non-linear Programming by Quadratic Lagrangian,NLPQL)法的组合优化策略对参数化概念铝车身模型进行轻量化优化。结果表明,在4项基础性能不降低的情况下实现铝车身质量减轻6.7 kg,占整车质量的6.58%,且试验误差控制在10%以内,取得了较好的轻量化效果,为概念设计阶段的铝车身轻量化设计提供指导。 展开更多

关键词 铝车身 组合近似模型 刚度 模态 轻量化

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基于组合近似模型的可靠性优化方法在行人柔性腿型碰撞中应用研究 被引量：18

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作者 吕晓江 谷先广 +2 位作者 王国荣 周大永 刘卫国 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期142-149,共8页

当行人与车辆发生碰撞时,车身最前端的部件将直接与行人下肢腿部发生接触,其设计是满足行人下肢保护要求的关键。然而针对传统要求的基于刚性腿型行人保护车辆前结构设计方法,在应对柔性腿型行人保护要求已呈现明显的局限性。为了提高... 当行人与车辆发生碰撞时,车身最前端的部件将直接与行人下肢腿部发生接触,其设计是满足行人下肢保护要求的关键。然而针对传统要求的基于刚性腿型行人保护车辆前结构设计方法,在应对柔性腿型行人保护要求已呈现明显的局限性。为了提高保险杠结构的柔性腿型保护功能,结合试验设计技术、组合近似建模技术、多目标优化算法和可靠性分析方法,以行人腿部的伤害值最低为优化目标,对车辆前端结构参数进行可靠性优化设计并对优化结果进行试验验证。研究结果表明:优化后的车辆前端结构与原设计相比,行人柔性腿型保护功能得到明显提高,为车辆前端结构的设计与开发提供有效的参考。 展开更多

关键词 行人保护 柔性腿型 组合近似模型 可靠性优化

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基于径向基组合近似模型技术的立柱结构优化设计 被引量：1

3

作者 魏锋涛 史云鹏 +2 位作者 张洋洋 黎俊宇 高新勤 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第1期77-83,共7页

针对实际工程复杂优化问题,通常难以获得优化设计变量与优化目标之间的显示函数关系表达式,以SZJY-14型加工中心的立柱作为研究对象,研究了一种基于径向基组合近似模型技术的立柱结构优化设计。首先,针对径向基近似模型预测精度较低等问... 针对实际工程复杂优化问题,通常难以获得优化设计变量与优化目标之间的显示函数关系表达式,以SZJY-14型加工中心的立柱作为研究对象,研究了一种基于径向基组合近似模型技术的立柱结构优化设计。首先,针对径向基近似模型预测精度较低等问题,研究了一种基于多策略的径向基近似模型技术,并以改进径向基近似模型技术为基础,构建了组合近似模型技术。其次,利用有限元分析软件Abaqus对立柱三维结构进行网格划分,并对其进行静动态性能分析确定优化目标,采用灵敏度分析法确定优化设计变量,利用组合近似模型技术建立了立柱优化设计模型。最后,采用改进回溯搜索优化算法实现了立柱结构优化设计。求解结果表明,与立柱原结构相比,优化后质量减小了3.77%,最大变形量降低了5.14%,一阶频率提高了5.9%,达到了预期效果。 展开更多

关键词 改进径向基近似模型技术 组合近似模型技术 灵敏度分析法 立柱结构优化

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基于迭代均值组合近似模型和序贯优化与可靠性评估法的船舶结构优化设计 被引量：12

4

作者 胡新明 王德禹 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期150-156,共7页

针对传统可靠性优化方法不能同时保证大型船舶结构计算效率与精度的问题,在船舶结构优化设计中考虑设计变量的不确定性,通过迭代均值组合(ER)近似模型和粒子群算法(PSO)提高序贯优化与可靠性评估(SORA)法的计算效率和精度,建立了改进的... 针对传统可靠性优化方法不能同时保证大型船舶结构计算效率与精度的问题,在船舶结构优化设计中考虑设计变量的不确定性,通过迭代均值组合(ER)近似模型和粒子群算法(PSO)提高序贯优化与可靠性评估(SORA)法的计算效率和精度,建立了改进的可靠性优化设计流程并解决了多用途船舱段的可靠性优化问题.其中:SORA法将可靠性分析与优化过程解耦,并提高了可靠性优化效率;PSO保证了SORA法优化所获全局最优解的计算效率;ER近似模型能够以最少的采样点建立满足精度要求的近似模型,并代替最有可能的失效点(MPP)和优化过程中耗时的有限元计算.多用途船舱段的可靠性优化结果表明:可靠性优化相较于确定性优化更有实际意义;改进的可靠性优化设计流程在保证计算精度的同时能够显著降低计算成本. 展开更多

关键词 船舶结构 迭代均值组合近似模型 序贯优化与可靠性评估 粒子群算法 可靠性优化

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基于组合近似模型的分体式插秧机秧箱轻量化设计 被引量：3

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作者 储婷婷 朱德泉 +3 位作者 马锦 张俊 张顺 蒋锐 《安徽农业大学学报》 CAS CSCD 2018年第5期958-965,共8页

为了解决插秧机秧箱质量过重影响机器工作稳定性和作业质量等问题,以可调行距高速插秧机分体式秧箱为研究对象,建立其有限元模型,对秧箱进行了静动态性能分析。根据有限元分析结果,采用最优拉丁超立方试验设计和组合近似模型相结合的优... 为了解决插秧机秧箱质量过重影响机器工作稳定性和作业质量等问题,以可调行距高速插秧机分体式秧箱为研究对象,建立其有限元模型,对秧箱进行了静动态性能分析。根据有限元分析结果,采用最优拉丁超立方试验设计和组合近似模型相结合的优化设计方法,以刚度和模态作为约束条件,以质量作为优化目标,建立轻量化设计的数学模型,采用粒子群优化算法进行了求解。优化结果显示,秧箱质量由优化前的14.6 kg下降到13.2 kg,减轻了9.59%。根据轻量化设计结果对秧箱进行了结构改进,并进行了仿真验证,结果表明改进后的秧箱刚度分布更加均匀,弯曲刚度、扭转刚度和一阶固有频率等性能指标均有不同程度的提高,为轻量化秧箱产品研发提供了理论依据。 展开更多

关键词 组合近似模型 轻量化设计 最优拉丁超立方试验设计 分体式秧箱

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基于组合近似模型的城市客车车架轻量化研究 被引量：8

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作者 赵东伟 尹怀仙 +2 位作者 张洪信 赵清海 付磊 《公路与汽运》 2020年第1期1-5,10,共6页

近似模型在城市客车车架轻量化设计分析中有重要应用,不同的近似模型在不同状态变量预测中精度不同。文中以国内某城市客车底盘车架的有限元模型为研究对象,以车架质量和应力为响应值,分别建立响应面、径向基神经网络、克里格和正交多项... 近似模型在城市客车车架轻量化设计分析中有重要应用,不同的近似模型在不同状态变量预测中精度不同。文中以国内某城市客车底盘车架的有限元模型为研究对象,以车架质量和应力为响应值,分别建立响应面、径向基神经网络、克里格和正交多项式4种设计变量与响应的近似模型,通过对比分析4种近似模型响应的误差散点图、确定性系数及均方根误差,按照一定的权系数线性叠加建立组合近似模型并用于城市客车车架轻量化设计。结果表明,将组合近似模型用于车架轻量化设计可实现车架轻量化目标,并能提高车架的强度。 展开更多

关键词 汽车 城市客车 车架 轻量化 组合近似模型

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EW组合近似模型在概念铝车架断面轻量化设计中的应用 被引量：1

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作者 王哲阳 王震虎 +2 位作者 张松波 李皓 李落星 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第4期126-134,共9页

首先提出一种组合近似模型的建立方法——EW法,并将其用于铝合金车架弯、扭刚度和弯、扭模态性能的预测中,对比其与另外3种单一近似模型Kriging、RBF、RSM以及两种组合近似模型EI、EG的预测性优劣,结果表明,采用EW法建立的近似模型在组... 首先提出一种组合近似模型的建立方法——EW法,并将其用于铝合金车架弯、扭刚度和弯、扭模态性能的预测中,对比其与另外3种单一近似模型Kriging、RBF、RSM以及两种组合近似模型EI、EG的预测性优劣,结果表明,采用EW法建立的近似模型在组合近似模型中有最高的预测精度与预测稳定性,且与单一近似模型RBF在具有相近预测稳定性的情况下比较,弯曲刚度、扭转刚度、弯曲模态及扭转模态预测精度R 2的均值分别高出1.33%、0.50%、1.76%和4.97%,RMAE的均值分别减小56.3%、58.0%、41.0%和25.6%。基于上述分析,选择预测能力最强的EW法建立组合近似模型,采用退火算法对概念铝车架断面尺寸进行轻量化设计,结果表明,在弯曲刚度和扭转刚度分别提升1.79%、2.67%,弯曲模态和扭转模态分别提升3.47%、1.04%的情况下,质量降低4.98 kg,轻量化效果明显。 展开更多

关键词 组合近似模型 概念模型 铝合金 断面优化 轻量化设计

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基于组合近似模型的汽车结构耐撞性优化设计 被引量：9

8

作者 姜平 鲍娣 +1 位作者 夏梁 谢有浩 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期443-449,共7页

为提高某车型前端结构的耐撞性,文章基于正面40%偏置碰撞工况对其进行了优化设计。优化过程中,使用组合近似模型拟合变量与响应之间的关系,实现了对响应的高精度预测;使用非支配排序多目标遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting multi-objec... 为提高某车型前端结构的耐撞性,文章基于正面40%偏置碰撞工况对其进行了优化设计。优化过程中,使用组合近似模型拟合变量与响应之间的关系,实现了对响应的高精度预测;使用非支配排序多目标遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting multi-objective genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)获得该优化问题的帕累托(Pareto)前沿,并在确定性优化设计的基础上进一步考虑了汽车工艺参数在工程实际中的不确定性,从而对其进行可靠性优化设计;最后对可靠性优化方案进行了有限元仿真验证。仿真结果表明,通过可靠性优化设计,优化的部件质量减小,整车吸能得到有效提升,同时B柱下方的峰值加速度和防火墙侵入量也满足了可靠度要求。 展开更多

关键词 轻量化 组合近似模型 正面40%偏置碰撞 可靠性优化设计

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组合近似模型在小水线面双体船应力预测中的应用

9

作者 舒乐时 胡翩 +3 位作者 刘聪蔚 周涛涛 许辉 蒋平 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第7期15-18,共4页

小水线面双体船受海浪冲击时结构应力的准确预测对保证航行安全具有重要意义。采用有限元软件进行应力的数值仿真需要花费巨大的时间成本,构建近似模型成为解决这一问题的有效途径。由于样本点有限,当选择不适当的近似模型时难以保证近... 小水线面双体船受海浪冲击时结构应力的准确预测对保证航行安全具有重要意义。采用有限元软件进行应力的数值仿真需要花费巨大的时间成本,构建近似模型成为解决这一问题的有效途径。由于样本点有限,当选择不适当的近似模型时难以保证近似模型精度,组合近似模型(EMs)技术能避免选择单一近似模型的不足和缺陷。本文采用组合近似建模技术预测小水线面双体船在受海浪冲击时的最大结构应力,并与单一近似模型预测精度进行比较,结果表明,组合近似模型的精度更高,能够有效预测最大结构应力,具有较大的工程实用价值。 展开更多

关键词 小水线面双体船 单一近似模型 组合近似模型 应力预测 建模精度

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基于组合近似模型的GCHE连杆结构优化设计

10

作者 徐方超 张洪信 +2 位作者 赵清海 徐东 王东 《机械制造与自动化》 2018年第3期164-167,共4页

缸间齿轮联动液压发动机是一种新型液压发动机,曲柄连杆机构是主运动部件之一。对连杆进行优化,以使其满足工程需要。基于Isight软件中的几种近似模型方法,采用组合近似模型的方法对连杆进行结构优化,优化后体积减小26.13%。经验证满足... 缸间齿轮联动液压发动机是一种新型液压发动机,曲柄连杆机构是主运动部件之一。对连杆进行优化,以使其满足工程需要。基于Isight软件中的几种近似模型方法,采用组合近似模型的方法对连杆进行结构优化,优化后体积减小26.13%。经验证满足设计要求,优化结果合理。基于组合近似模型的方法对GCHE连杆结构进行优化设计后,能更好地得到输出响应值,得到最优解。 展开更多

关键词 液压发动机 连杆 组合近似模型 优化 有限元分析

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基于组合近似模型桁架检测装置稳健性优化

11

作者 朱浩 赵清海 +2 位作者 张亮 陈建良 徐冲 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2022年第4期15-22,共8页

针对桁架自动检测装置因外界不确定因素造成的可靠性问题,本文采用Hooke Jeeves算法,对某桁架自动检测装置进行可靠稳健性优化设计。首先对桁架自动检测装置的约束条件进行设置,获取桁架检测装置确定性优化设计数学模型,并对优化结果进... 针对桁架自动检测装置因外界不确定因素造成的可靠性问题,本文采用Hooke Jeeves算法,对某桁架自动检测装置进行可靠稳健性优化设计。首先对桁架自动检测装置的约束条件进行设置,获取桁架检测装置确定性优化设计数学模型,并对优化结果进行分析。其次确定6σ稳健性优化方法,为提高模型的精确度,采用响应面模型与径向基(radial basis function,RBF)神经网络模型的组合近似模型,对桁架自动检测装置的可靠稳健性进行优化设计分析。研究结果表明,在保证结构强度指标的基础上,采取可靠稳健性优化后,桁架总质量缩减为331.9 kg,实现结构减重6%,有效提高了桁架结构的可靠性与稳健性,满足桁架结构轻量化和稳健性的设计要求。该研究具有一定的理论研究和实际应用价值。 展开更多

关键词 桁架 组合近似模型 可靠性分析 稳健优化

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面向海洋平台支持船的阻力组合近似模型构建 被引量：1

12

作者 李冬琴 蒋志勇 赵欣 《船舶工程》 北大核心 2016年第2期18-22,42,共6页

为了获得更为精确合理的近似模型,在多项式响应面、RBF径向基函数和Kriging三种单一近似模型的基础上构建组合近似模型以实现响应拟合,并以数值函数为例验证组合近似模型的准确性与适用性。以海洋平台支持船的总阻力为研究对象,采用多... 为了获得更为精确合理的近似模型,在多项式响应面、RBF径向基函数和Kriging三种单一近似模型的基础上构建组合近似模型以实现响应拟合,并以数值函数为例验证组合近似模型的准确性与适用性。以海洋平台支持船的总阻力为研究对象,采用多种试验分析方法进行取样,根据样本点及阻力响应值完成了组合近似模型的构建,并与模型试验及其单一近似模型进行对比分析。研究结果表明,与单一近似模型相比,组合近似模型所得的阻力响应值更接近模型试验结果,能够有效提高计算精度与设计效率,在海洋平台支持船的初步设计中具有较大的应用价值。 展开更多

关键词 海洋平台支持船 组合近似模型 单一近似模型

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基于组合近似模型的商用车驾驶室正碰安全性优化 被引量：1

13

作者 冯维 宋燕利 +3 位作者 洪晴岚 苏建军 柳泽阳 李永清 《武汉理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第10期88-97,共10页

相较于乘用车,商用车重量大、碰撞能量大,驾驶室前部缺少足够的吸能区,乘员生存空间极易受到挤压,正碰安全性优化十分必要。在现有的研究中,往往通过大量采点构造单一近似模型,来优化驾驶室碰撞安全性。提出将极限学习机模型与响应面、... 相较于乘用车,商用车重量大、碰撞能量大,驾驶室前部缺少足够的吸能区,乘员生存空间极易受到挤压,正碰安全性优化十分必要。在现有的研究中,往往通过大量采点构造单一近似模型,来优化驾驶室碰撞安全性。提出将极限学习机模型与响应面、径向基神经网络、支持向量回归模型组合,并引入遗传算法匹配4个模型的权系数。采用上述组合近似模型,结合多目标优化算法,以生存空间尺寸和驾驶室质量为优化目标,在厚度和材料的混合变量空间下寻优。结果表明:组合近似模型精度整体上高于单一近似模型,优化后驾驶室的正碰生存空间显著增大,在正碰、顶压与后推3种工况下的安全性均符合国家标准的要求,同时总体减重7.68kg。 展开更多

关键词 商用车驾驶室 碰撞安全性 组合近似模型 多目标优化

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高温三偏心蝶阀密封结构多目标优化

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作者 李树勋 张博浩 +1 位作者 尹会全 张建正 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期107-113,共7页

针对三偏心蝶阀在高温工况下密封性能欠佳的问题,研究了三偏心蝶阀的密封结构设计原理及特点,采用有限元分析方法,分析了三偏心蝶阀在高温工况下的密封性能.对三偏心蝶阀密封结构进行参数化建模,通过最优拉丁超立方试验设计方法对密封... 针对三偏心蝶阀在高温工况下密封性能欠佳的问题,研究了三偏心蝶阀的密封结构设计原理及特点,采用有限元分析方法,分析了三偏心蝶阀在高温工况下的密封性能.对三偏心蝶阀密封结构进行参数化建模,通过最优拉丁超立方试验设计方法对密封结构参数进行抽样并计算仿真响应值,构建密封结构的组合近似模型并进行精度检验.基于NSGA-Ⅱ遗传算法对密封结构进行多目标优化设计,得到密封结构的最优尺寸.优化后的三偏心蝶阀密封性能得到有效提升,密封面平均接触应力与最大接触应力较优化前分别增大了84.38%和75.07%,且周向接触应力分布更加均匀;同时密封圈与阀座的等效应力有所下降,较优化前分别减小了9.61%和12.24%. 展开更多

关键词 三偏心蝶阀 密封性能 热固耦合 多目标优化 组合近似模型

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