基于智能響應(yīng)面法的機械可靠性優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、為了提高可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計的精度和效率，本文在深入研究復(fù)雜機械運行中的動力學(xué)特性及其極限狀態(tài)函數(shù)的高度非線性特點的基礎(chǔ)上，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、粒子群算法等智能算法的高度非線性映射能力與響應(yīng)面法的簡化計算能力結(jié)合起來，提出了機械可靠性分析的智能響應(yīng)面法。該方法首先利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與粒子群算法建立極值或多重響應(yīng)面模型；然后利用蒙特卡洛法對該響應(yīng)面模型進(jìn)行聯(lián)動抽樣，完成機械可靠度的計算。在可靠性分析的基礎(chǔ)上，將粒子群算法與智能響應(yīng)面法相結(jié)合，提

2、出機械可靠性優(yōu)化設(shè)計的粒子群-智能響應(yīng)面法。該方法首先計算各隨機變量的靈敏度，然后以高靈敏度的隨機變量為設(shè)計變量，可靠度及其他約束為約束條件，建立可靠性優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型。最后利用智能響應(yīng)面法計算機械可靠度，粒子群算法求解可靠性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，完成機械可靠性優(yōu)化設(shè)計。并進(jìn)行了工程實例的仿真計算：
　　針對柔性機械臂運動的時變特性，利用考慮時間變化的智能極值響應(yīng)面方法完成動態(tài)可靠性分析。在可靠性分析的基礎(chǔ)上，利用智能極值響應(yīng)面計算柔性機

3、械臂的可靠度，粒子群算法搜尋最優(yōu)尺寸以減小截面面積，在滿足機械系統(tǒng)可靠度的同時，減少了使用材料，提高經(jīng)濟(jì)效益。
　　針對航空發(fā)動機葉盤結(jié)構(gòu)工作環(huán)境的多場耦合等特性，利用能夠輸出多個響應(yīng)量的智能多重響應(yīng)面法完成多失效模式結(jié)構(gòu)可靠性分析。在可靠性分析的基礎(chǔ)上，利用多重響應(yīng)面法計算各失效模式下的可靠度，多目標(biāo)粒子群算法搜尋最優(yōu)設(shè)計點集以減小葉盤最大徑向變形及最大應(yīng)力，在滿足結(jié)構(gòu)可靠度的同時，降低了葉盤所受載荷的大小，提高了結(jié)構(gòu)的安全性能