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涡轮叶片的网格参数化方法及其寿命可靠性优化

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北京航空航天大学学报 2023年第10期49卷 2651-2659页

作者：雷婧宇雷倩楠李红宾贾贝熙西安近代化学研究所西安710065 西安航天动力试验技术研究所西安710100 中国航空研究院北京100029

涡轮叶片的寿命可靠性优化对保障发动机安全,提高发动机使用寿命具有重要意义。传统的确定性优化由于没有考虑不确定性因素的影响,其结果往往导致结构可靠性低,严重威胁发动机的安全。针对复杂的含气膜孔几何变量的涡轮叶片几何构型,提... 详细信息

涡轮叶片的寿命可靠性优化对保障发动机安全,提高发动机使用寿命具有重要意义。传统的确定性优化由于没有考虑不确定性因素的影响,其结果往往导致结构可靠性低,严重威胁发动机的安全。针对复杂的含气膜孔几何变量的涡轮叶片几何构型,提出局部参数化网格变形方法,在关注的叶片前缘部分采用六面体网格,并利用局部网格变形法实现其参数化变形,其他部分采用四面体网格,以缩短其网格划分时间,提高其网格划分效率。所提方法实现了不确定条件下的含气膜孔几何变量涡轮叶片的寿命可靠性优化,在满足可靠性约束和几何约束的条件下,使得涡轮叶片基于不确定性的寿命均值提高了18.36%。

关键词：涡轮叶片气膜孔网格参数化多模式耦合寿命可靠性优化

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考虑不同类型可靠性-成本函数下的可靠性优化设计

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中国机械工程 2006年第22期17卷 2342-2345页

作者：杨明顺李鹏阳李言袁启龙西安理工大学西安710048

在可靠性冗余优化设计时,完成某个子系统功能的元件可能不止一个种类。不同种类的元件有不同的可靠性、成本及重量等参数指标,且可靠性-成本函数也可能为非连续函数。考虑子系统中冗余组件的多样性以及可靠性-成本之间可能的三种函数关... 详细信息

在可靠性冗余优化设计时,完成某个子系统功能的元件可能不止一个种类。不同种类的元件有不同的可靠性、成本及重量等参数指标,且可靠性-成本函数也可能为非连续函数。考虑子系统中冗余组件的多样性以及可靠性-成本之间可能的三种函数关系,即简单的阶跃函数、连续函数以及分段连续而在分段点不连续的非连续函数,建立了可靠性冗余优化的混合整数非线性规划数学模型,并以实例进行了说明。

关键词：可靠性优化可靠性-成本函数连续非连续

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汽车动力总成悬置系统固有特性的可靠性优化

汽车工程 2013年第9期35卷 841-846页

作者：吴杰郝世武华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 广东省汽车工程重点实验室广州510641

以悬置刚度为设计变量,分别用正态分布和均匀分布随机变量描述设计变量和动力总成惯性参数的不确定性,建立了悬置系统固有特性的可靠性优化模型,对某轿车悬置系统固有特性分别进行了确定性优化和可靠性优化。结果表明:与确定性优化方法... 详细信息

以悬置刚度为设计变量,分别用正态分布和均匀分布随机变量描述设计变量和动力总成惯性参数的不确定性,建立了悬置系统固有特性的可靠性优化模型,对某轿车悬置系统固有特性分别进行了确定性优化和可靠性优化。结果表明:与确定性优化方法相比,采用可靠性优化方法虽然悬置系统在各方向的解耦率稍有降低,但可较大幅度地提高解耦布置和频率配置的可靠性。

关键词：动力总成悬置系统固有频率解耦率可靠性优化

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基于改进鲸鱼算法的结构可靠性优化设计

吉林大学学报（工学版） 2023年第11期53卷 3160-3165页

作者：白丽丽姜封国周玉明曾枭哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001 黑龙江科技大学建筑工程学院哈尔滨150022

针对鲸鱼优化算法(WOA)后期全局搜索能力不足等问题,提出一种基于自适应惯性权重和差分进化的改进鲸鱼优化算法(IWOA),并针对工程结构存在的外部载荷、材料强度等不确定性因素,将结构的系统可靠性引入优化设计中作为约束条件,对结构进... 详细信息

针对鲸鱼优化算法(WOA)后期全局搜索能力不足等问题,提出一种基于自适应惯性权重和差分进化的改进鲸鱼优化算法(IWOA),并针对工程结构存在的外部载荷、材料强度等不确定性因素,将结构的系统可靠性引入优化设计中作为约束条件,对结构进行最小化重量优化。通过构建相关优化模型,对算例进行优化计算。结果表明:改进鲸鱼优化算法在基于可靠性的优化设计中,具有较快的收敛速度和较好的求解精度及稳定性,是一种有效的优化设计方法。

关键词：鲸鱼优化算法自适应惯性权重可靠性优化桁架结构

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铝泡沫填充薄壁结构耐撞可靠性优化设计

机械工程学报 2011年第22期47卷 93-99页

作者：张勇林福泳华侨大学机电及自动化学院厦门361021

泡沫填充薄壁结构能有效地改善汽车薄壁吸能部件的耐撞性。为设计更轻与更有效的吸能结构,并满足汽车安全性设计要求,提出一种新颖的轻质铝泡沫填充双管薄壁结构,并对其耐撞性展开确定性最优化设计。但是,由于薄壁结构的厚度、屈服强度... 详细信息

泡沫填充薄壁结构能有效地改善汽车薄壁吸能部件的耐撞性。为设计更轻与更有效的吸能结构,并满足汽车安全性设计要求,提出一种新颖的轻质铝泡沫填充双管薄壁结构,并对其耐撞性展开确定性最优化设计。但是,由于薄壁结构的厚度、屈服强度以及铝泡沫的密度等设计参数易受到仿真以及制造误差等不确定性因素的影响,导致确定性最优解收敛于约束边界,从而丢失了应有的使用可靠性要求。因此,提出基于Kriging近似模型与一阶可靠性分析方法的铝泡沫填充结构可靠性最优设计方法,并进一步开展基于参数不确定性的铝泡沫填充结构的耐撞性可靠性优化设计研究。优化结果显示,可靠性最优解不仅远离约束边界,而且较好地满足了铝泡沫填充结构的安全性与可靠性设计要求。

关键词：可靠性优化铝泡沫薄壁结构近似模型

基于功率放大芯片可靠性优化的多热源电热联合仿真方法

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华南理工大学学报（自然科学版） 2018年第10期46卷 50-57页

作者：马渊博李斌吴朝晖吴海岗陈志坚华南理工大学电子与信息学院广东广州510640

随着5G时代的来临,功率密度的增加对高集成度封装的功率放大芯片带来了严峻挑战.为此,文中提出一种基于功率放大芯片可靠性优化的多热源电热联合仿真方法.该方法从功率放大芯片的电路设计出发,利用电路和版图参数建立的模型,采用仿真获... 详细信息

随着5G时代的来临,功率密度的增加对高集成度封装的功率放大芯片带来了严峻挑战.为此,文中提出一种基于功率放大芯片可靠性优化的多热源电热联合仿真方法.该方法从功率放大芯片的电路设计出发,利用电路和版图参数建立的模型,采用仿真获得的功率放大芯片内部多热源分布优化电路设计和版图布局,从而实现电气指标和芯片可靠性的双向优化;其克服了传统热分析脱离芯片设计过程的缺点,采用芯片级电热参数联合仿真方法实现了芯片可靠性的优化.为验证该方法的可行性,以当前主流4G LTE产品指标进行实验,通过分析多热源温度对电路的影响和对比版图的优化效果,证明了该方法的优化性能.

关键词：功率放大芯片电热联合仿真多热源建模可靠性优化

基于PSO-DE混合算法的结构可靠性优化设计

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华南理工大学学报（自然科学版） 2014年第9期42卷 41-45,75页

作者：郑灿赫孟广伟李锋周立明孔英秀吉林大学机械科学与工程学院吉林长春130022 理科大学数学力学系

为提高结构可靠性优化设计的效率,利用粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)算法的搜索特性,构造一种PSO-DE混合算法,以克服基本PSO算法的早熟问题.将PSO-DE混合算法与结构可靠性优化理论相结合,建立了结构系统失效概率约束下以结构质量最小... 详细信息

为提高结构可靠性优化设计的效率,利用粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)算法的搜索特性,构造一种PSO-DE混合算法,以克服基本PSO算法的早熟问题.将PSO-DE混合算法与结构可靠性优化理论相结合,建立了结构系统失效概率约束下以结构质量最小化为目标的优化模型.算例结果表明:与基本PSO算法相比,文中提出的PSO-DE混合算法提高了收敛速度和计算精度;该算法易于实现,鲁棒性好.

关键词：随机结构可靠性优化粒子群优化算法差分进化算法

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

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机械工程学报 2016年第10期52卷 142-149页

作者：吕晓江谷先广王国荣周大永刘卫国浙江吉利汽车研究院有限公司浙江省汽车安全技术研究重点实验室杭州311228 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009

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... 详细信息

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。

关键词：行人保护柔性腿型组合近似模型可靠性优化

基于Pareto支配的MPRM电路面积与可靠性优化

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电子学报 2016年第11期44卷 2653-2659页

作者：卜登立江建慧井冈山大学电子与信息工程学院江西吉安343009 同济大学软件学院上海201804 流域生态与地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室江西吉安343009

针对MPRM(Mixed-Polarity Reed-Muller)电路的面积与可靠性折中优化问题,在逻辑级建立面积估算模型以及电路SER(Soft Error Rate)解析评价模型,并采用Pareto支配概念对MPRM电路进行面积与可靠性多目标优化.通过对MPRM电路的XOR部分进行... 详细信息

针对MPRM(Mixed-Polarity Reed-Muller)电路的面积与可靠性折中优化问题,在逻辑级建立面积估算模型以及电路SER(Soft Error Rate)解析评价模型,并采用Pareto支配概念对MPRM电路进行面积与可靠性多目标优化.通过对MPRM电路的XOR部分进行树形异或门分解,并考虑多个输出之间异或门的共享,建立面积估算模型.采用信号概率和故障传播方法,并考虑电路中的逻辑屏蔽因素以及信号相关性,建立电路SER解析评价模型.根据所提出的面积和SER评价模型,采用极性向量的格雷码序穷举搜索MPRM的极性空间得到MPRM电路面积与可靠性的Pareto最优解集,并使用效率因子技术指标选取最终解.MCNC基准电路的实验结果表明,与面积最小MPRM电路相比,所选取的MPRM电路可以在较小面积开销的前提下获得较高电路可靠性.

关键词： MPRM电路可靠性优化面积优化 SER解析评价模型 Pareto支配多目标优化