汽车结构可靠性分析与优化设计研究进展

为研究汽车结构的可靠性,对机械结构分析和设计中的不确定性进行总结,从结构参数不确定性、材料性能参数不确定性和载荷不确定性3方面分析了汽车结构设计变量及其参数的不确定性;对概率可靠性分析和非概率可靠性分析方法的研究进展进行了梳理和综述;列举了可靠性分析方法在汽车结构中的应用;对可靠性的数学模型与算法进行梳理,重点研究了可靠性优化设计在汽车轻量化及耐撞性等方面的应用,并指出了汽车结构可靠性分析与优化设计中的发展趋势。

关于CAD技术在机械可靠性优化设计中的应用研究

机械可靠性优化是机械产品开发的重要组成部分,其优化效果将贯穿于机械产品设计、生产、加工和制造的全生命周期。而将CAD技术应用于机械产品的可靠性优化设计过程中,可以将信息技术与产品设计相结合,实现数据互通,建立信息共享平台,提高机械产品设计效率,有效保证产品质量。本文利用SolidWorks软件完成了销轴的模型创建和应力有限元分析,找到了销轴的结构设计的薄弱点,提高了销轴结构设计可靠性。

大口径火炮弹协调器机构可靠性优化设计研究

为提高弹协调器的交弹效率,同时保障协调交弹动作具有高可靠度,开展某弹协调器机构的可靠性优化设计。考虑主要几何尺寸、制造误差、重要构件弹性变形等影响因素,建立某弹协调器的参数化刚柔耦合动力学模型,通过参数化动力学分析,复现协调器的协调交弹动作失效,并建立相对应的功能函数及协调器可靠性优化设计模型。针对协调器可靠性优化模型,为提高优化设计的效率和精度,构建新的Kriging模型自适应更新策略,并与序列二次规划(SQP)方法、功能函数度量法(PMA)/可靠度指标法(RIA)结合,提出协调器机构可靠性优化设计方法。研究结果表明,在协调交弹可靠度满足要求的情况下大幅提高了某协调器的协调效率,也验证了所提方法的有效性和工程价值。

基于代理模型技术的江海直达船体结构可靠性优化设计

为提高船体结构可靠性优化设计这类多参数、高维度、高非线性优化问题的效率,弥补传统船体结构确定性优化设计对影响结构安全不确定性因素考虑的欠缺,本文以一艘江海直达船为研究对象,采用BP(Back Propagation)神经网络代理模型技术,结合SMOTE(Synthetic Minority Oversampling Technique)过采样算法增加极限状态失效面附近样本点数量,实现以较少的样本点获得较高精度的船体舱段结构极限状态代理模型,进而利用蒙特卡洛抽样模拟方法编制船体结构可靠度计算程序,在结构可靠性分析的基础上以降低船体舱段结构重量为目标,采用模拟退火优化算法开展船体结构可靠性优化设计。本文建立了一套完整有效的、基于代理模型技术的船体结构可靠性优化设计系统,有效提高了优化设计的效率,对江海直达船体结构可靠性优化设计具有指导意义。

石油装备的可靠性分析与优化设计

伴随经济社会的快速发展,石油资源的需求量进一步上升,石油行业的生产和发展面临全新的挑战。科学技术的进步推进了石油装备的更新,结合石油生产工作来看,涉及到的石油设备较为多样,为保障装备的稳定运行,推进可靠性分析与优化设计显得尤为重要。但结合石油装备的可靠性分析和优化工作来看,还存在基础设施落后、缺乏需求分析、分析指标有待完善等问题,通过转变分析设计观念、推进技术设备更新和加强专业人才培养等策略,能够有效推进石油装备的可靠性分析和优化设计,在未来的石油设备可靠性分析和优化设计中,设计人员需要关注设备的具体功能,深入推进基础设施建设,为设备的运行创造有利条件。本文结合石油行业中的常见石油装备,明确了相关设备的可靠性分析和优化设计要点,并制定了科学的可靠性分析与优化设计策略,旨在为石油行业的发展奠定坚实的基础。

基于可靠性的电动汽车小偏置碰撞轻量化优化设计

电动汽车涉及的高低压系统多且复杂,同时电池的保护要求高,为了提高电动汽车在碰撞安全中的可靠性,文章同时考虑设计变量和试验过程中的参数不确定性,建立了结合正交试验设计、Kriging代理模型、多岛遗传优化算法和蒙特卡洛可靠性分析的可靠性优化设计流程。以一款电动汽车的25%小偏置碰撞开发为例,优化后的白车身结构满足耐撞性要求,优化涉及的白车身相关零件重量降低了7.7%,可靠性达到了95%以上。

发动机反推运动机构可靠性优化设计研究

反推装置作为现代民用飞机必不可少的减速系统,承担着飞机降落的重要任务,对飞机的安全飞行至关重要。根据叶栅式反推装置构型及其工作原理,本文建立了反推机构运动学理论模型。通过机构运动学仿真,验证了所建立模型的合理性与正确性。将阻流门在整个偏转过程中的最大角加速度作为优化目标,各部件满足几何运动关系作为约束条件,建立反推运动机构的确定性优化模型。与此同时,考虑反推运动机构的两种失效模式,将可靠性考虑到优化设计中,建立可靠性优化设计模型。在Matlab环境下对反推机构进行优化设计计算,结果表明,在满足可靠性约束的情况下,阻流门在整个运动过程中的角加速度得到了进一步的优化,且整个机构在运动中不出现干涉,整个反推力装置可以正常工作。本文建模流程与可靠性优化方法和结果可以为反推装置结构设计提供参考。

考虑不确定性的隧道工程稳定性分析与可靠性优化设计

不确定性是岩石工程的一个重要特性,对岩石工程的稳定分析、设计与安全施工具有重要影响,而传统的确定性分析与优化设计方法不能考虑岩石工程的不确定性。针对隧道工程中的不确定性,将可靠性理论、实验设计、数值模拟与响应面等方法有机结合,提出一种考虑不确定性的隧道工程稳定性分析与可靠性优化设计方法。该方法通过建立考虑不确定性的隧道工程稳定性分析模型,在此基础上结合可靠性优化设计,建立了考虑不确定性的隧道工程优化设计方法,并将提出的方法结合隧道工程算例进行了分析。结果表明,该方法对隧道工程设计、稳定性分析以及风险分析具有显著指导意义,为隧道工程的不确定性分析提供了一条有效的途径。

某型电子程控器可靠性仿真分析与优化设计

随着人们对电子产品可靠性的要求越来越高,利用失效物理方法识别产品潜在的薄弱点在产品设计中备受关注。基于失效物理理论,采用可靠性仿真分析方法,对电子程控器进行可靠性分析。通过建立电子程控器数字样机模型,开展相应的应力分析与故障预计,评估电子程控器可靠性指标平均首发故障时间(MTTFF),并根据仿真分析发现的薄弱环节进行优化设计。结果表明:可靠性仿真结果与理论计算结果相差较小,可以作为型号可靠性指标评估的依据,减少采用物理样机进行可靠性试验的周期和费用;优化改进后的电子程控器其可靠性得到较大提升。本文研究可为后续型号可靠性评估与设计提供理论参考。

基于通用生成函数法的CFRP防撞梁碰撞可靠性设计优化

为满足汽车耐撞性与轻量化的要求,对碳纤维增强复合材料(CFRP)防撞梁进行可靠性优化设计(RBDO)。以CFRP防撞梁关键控制点横坐标、厚度以及铺层角度为设计变量,以碰撞力峰值为约束条件,以比吸能最大为目标构建优化模型。采用拉丁超立方法与克里金(Kriging)代理模型法相结合拟合出目标及约束函数的Kriging近似模型,采用通用生成函数(UGF)-直接映射法来进行碰撞可靠性优化设计。结果表明:在随机变量非正态、功能函数高度非线性的情况下,传统矩方法无法保证收敛,蒙特卡罗法精度最高但计算成本过大,使用UGF进行可靠性分析优化时收敛稳定,在保证精度的同时效率较高;引入非均匀聚类技术的UGF法效率进一步提高,采用UGF法得到的优化结果相较于初始目标值优化幅度达21.6%,达到预期效果。

动车组横向止挡防脱结构设计优化与可靠性验证

通过对既有高速动车组二系横向止挡进行防脱结构设计、优化选型和可靠性验证,实现了其结构防脱功能,并显著提升其安全可靠性能。首先通过设计出不同的防脱结构型式,在结构设计、制造工艺、质量控制、实际运用和强度仿真等方面进行多维度的安全性对比分析,选出了最优防脱结构设计方案。然后试制出完全无粘接状态的最优防脱结构的样机,通过设计的剪切和疲劳防脱试验对新结构的防脱功能进行了充分的可靠性验证和效果评估。最后试制出合格的粘接状态的样机,并完成了防脱新结构的系列型式试验验证。结果表明,底座采用阶梯孔橡胶柱和摩擦板采用环形凹槽橡胶环的防脱结构在满足现有接口尺寸和性能要求的条件下,能够与原型产品进行对等替换,实现了结构防脱功能且大幅提升了安全可靠性。

试论机械设计制造中的可靠性优化设计

在机械设计制造领域,可靠性优化设计一直是工程师们不懈追求的目标。随着科技的不断发展和市场需求的日益增长,产品的可靠性和稳定性成为各行业关注的焦点。通过精心设计和严格制造,人们希望打造出更加稳定可靠的机械产品,以满足用户对品质和性能的追求。基于此,阐述可靠性优化设计在机械设计制造中的重要性,探讨可靠性优化设计要点,以供参考。

探讨机械工程的可靠性优化设计

在机械工程的可靠性设计中,设计者们需要对产品的实际功能进行科学分析,并对相关参数进行合理确定,进而为产品的可靠性设计提供可靠依据。因此,在设计阶段,设计者需要充分了解产品的相关参数,并对相关数据进行合理计算与分析。在机械工程中,涉及多种因素,且影响因素具有不确定性特征。因此,为了保证产品能够满足使用要求,则需要对产品进行可靠性设计。在可靠性设计中,通常采用以概率为基础的模型。同时,在可靠性设计中也存在着随机变量与概率函数两种模型。但由于机械产品的实际运行状况与运行环境均具有不确定性特征,因此为了保证产品的可靠运行,则需要在设计阶段对随机变量进行科学分析并选取最优值。

汽车机械式变速器的可靠性优化设计探究

变速器是汽车的重要组成部分,在汽车运行中发挥重要作用。本文首先介绍了机械式变速器的工作原理和设计特点,之后重点论述了汽车机械式变速器的可靠性优化设计方法,旨在改善汽车运行效果,推动汽车产业的发展。

机械工程产品可靠性设计方法及优化路径探讨

随着全球竞争加剧,机械产品在提高性能、降低成本的同时也必须保证高可靠性,尤其是在航空航天、汽车、高端制造等领域,产品可靠性直接关联到安全性能及经济效益。因此,研究机械工程产品可靠性设计具有重要意义。当前,可靠性设计正朝着系统化、模块化、智能化方向发展,本文概述机械工程产品可靠性设计理论,分析故障模式与影响分析(FMEA)可靠性预测、可靠性试验、可靠性增长等可靠性设计方法,探讨通过模块化设计、冗余设计、可靠性分配优化机械工程产品可靠性,响应现代工业对高可靠性产品的需求。

基于EF-IARS的结构多源可靠性优化设计方法

为提升结构全寿命周期可靠性水平,提出一种基于证据模糊改进仿射响应面的结构多源可靠性优化设计方法。首先,分析结构性能响应并确定各阶段主要不确定性因素;其次,基于结构参数化模型开展试验设计并统计相关因素区间参数,进而基于仿射理论构建结构工艺制造及运用阶段区间仿射响应面并进行线性组合,在此基础上,分别对工艺制造及运用阶段进行响应样本收集,进而根据结构失效阈值及响应统计参数确定模糊隶属度基本形式,在计算响应点隶属度基础上明确各阶段对结构可靠支持程度,并依据证据理论合成结构可靠度,进而结合可靠性分析结果及优化设计理论,构建结构可靠性优化设计模型并开展优化设计;最后,以底架吊挂结构为例对该方法进行验证。分析结果表明该方法能够合理对结构全寿命周期可靠性水平进行评估,优化后结构整体可靠性水平得到显著提升。

城市综合体消防给水系统设计优化与可靠性分析

随着城市化进程的加速,城市综合体作为集商业、办公、居住等多功能于一体的综合性建筑,其消防安全问题日益受到关注。消防给水系统是城市综合体消防安全的重要组成部分,其设计优化与可靠性对于保障人民生命财产安全具有重要意义。本文将对城市综合体消防给水系统的设计优化与可靠性进行分析,旨在提出更为科学合理的设计方案,提高消防给水系统的可靠性,为城市综合体的消防安全提供有力保障。

某重型商用车驱动桥壳可靠性优化设计

某汽车有限公司的一款商用车使用的驱动桥壳工作环境复杂恶劣,使用过程中经常遭到破坏,导致汽车无法正常使用,降低驱动桥使用寿命和用户满意度。因此,在需要满足强度、刚度以及安全性的情况下,对该驱动桥壳进行可靠性优化计算的研究。在研究壳体节省制造材料以及提高其经济性,达到最优性能设计要求的同时,也要保证它的可靠度限制在规定范围之内。在桥壳实际工作中得知,需要在受载情况最严重的钢板弹簧底座附近选取、确定目标函数和设计变量,通过在静载荷工况、牵引力工况、制动力工况、侧向力工况等四种约束条件下建立完整的可靠性优化的数学模型,随后使用Matlab优化工具下的fmincon函数进行了优化,通过可靠性优化后的桥壳的关键参数———桥壳壁厚其值由原始数据20 mm优化为14mm,壁厚值减少了6 mm,进一步实现桥壳本体轻量化的可能性。此优化计算可为企业对桥壳进行轻量化且保证可靠性的优化设计提供借鉴,力争取得可观的经济效益。

基于结构可靠性的混凝土桥梁设计优化研究

如今,在混凝土桥梁设计过程中,资源浪费和模糊的结构性能问题屡见不鲜。因此,本研究提出了一种新的基于结构可靠性的优化方法。研究从具体结构设计和概念设计两个不同角度出发,结合结构可靠性原理,明确了设计目标和最佳优化方向。通过综合运用可靠性理论和优化理论,我们创新地提出了一种混凝土桥梁设计优化方法。该方法巧妙地结合了静度分析和结构可靠性分析,在保障设计最优化的同时,也提供了桥梁可靠性的有效验证。实际应用证明,此方法不仅能够在满足结构可靠性要求的基础上减少材料使用,还能够显著提升混凝土桥梁的性能和质量。这一方法已经为设计工作开辟了新的思路,并在实际应用中展现出显著的价值。

35kV以下电力系统的可靠性分析与优化设计研究

35 kV以下电力系统作为电力输配供应的重要组成部分,在现代社会的工业、商业、居民生活中扮演着至关重要的角色。随着社会经济的不断发展和电力需求的不断增长,电力系统面临着越来越多的挑战和压力,因此对35 kV以下电力系统的可靠性进行深入研究和优化设计具有重要意义。文章通过分析35 kV以下电力系统的特点,提出35 kV以下电力系统的可靠性分析方法与优化设计策略,为提升35 kV以下电力系统的稳定性提供参考。