应用图论及广义简约梯度法进行压力管网优化设计

广义简约梯度法（ＧＲＧ）是非线性规划算法中最有效的算法之一，本文把图论应用于广义简约梯度法优化的过程中，使输入简便，计算简化，应用ＧＲＧ算法对武汉市的汉阳管网进行了模拟优化设计，并对管段的计算管径用线性规划法进行标准化，取得了满意的结果．

基于广义简约梯度法的机械产品尺寸变型优化设计技术研究

为了快速高效地获得产品尺寸变型的设计参数值,文中结合了广义简约梯度优化算法和基于参数化的尺寸变型设计理论,提出了基于广义简约梯度法的尺寸变型优化设计方法,此方法通过广义简约梯度法对由变型经验公式计算得到的变型尺寸进行优化,得到最优的产品变型方案。文中运用此方法对颚式破碎机进行了尺寸变型优化设计,设计了破碎最大进料粒度为1 300 mm的颚式破碎机,并以此过程介绍了基于广义简约梯度法的尺寸变型优化设计方法的步骤及过程。

非线性广义简约梯度法在A320A检执行计划调优中的应用

飞机维修执行计划调优可以有效降低航空公司维修成本。本文介绍了一种简化的基于总输出维修工时最小化的非线性规划模型,并分析其在A320系列飞机A检执行计划调优过程中的应用和效果。

南水北调东线梁济运河段输水流量损失的经验估算方法

传统Kostiakov经验公式计算结果为一定值,在未衬砌的沿程地质变化较大的河段应用时不能充分体现输水损失沿程变化的动态特点。为克服原公式局限性,采用积分学方法及广义简约梯度法对Kostiakov经验公式进行改进,形成改进Kostiakov经验公式法,并以南水北调东线梁济运河段为例,利用2013—2019年实测数据,对改进Kostiakov经验公式中的参数进行率定。考虑梁济运河段运行期间易受春灌影响,分别利用受春灌影响显著的2019—2020年和影响一般的2020—2021年实测数据对改进Kostiakov经验公式进行验证。结果表明:改进Kostiakov经验公式法可克服原公式应用时的局限性,有效提升输水损失计算精度,扩大原公式的应用范围;改进后计算结果与两个时段实测数据的平均相对误差分别由原来的27.26%和11.72%降低为7.9%和6.84%,对调水工程运行调度具有重要意义。

基于经济流速的管径优化方法

针对已有供水管网管径优化方法的缺点,该文提出了一种基于经济流速的启发式管径优化算法.该算法在应用前,无需人为规定管网的流量分配方案.算法分析步骤明确,计算简单.为了评价所提出的启发式算法的计算效率和优化结果的合理性,文中将计算时间和分析结果同广义简约梯度法和遗传算法的结果进行了对比.结果表明,该文的启发式算法计算效率远高于上面两种方法,计算结果接近遗传算法得到的最优解.

用混合式遗传算法进行给水管网现状分析

将广义简约梯度法(GRG)思想应用于传统遗传算法,提出一种新的混合式遗传算法(HGA),此方法具有很强的全局和局部搜索能力,并且无需复杂的编码、解码过程,可以准确解决多变量、多峰值的给水管网现状分析问题。采用此算法,绝大多数的计算值与实测值的误差可减小到1%以下,能准确反映管网的实际工况。

给水管网优化设计的混合遗传算法

利用遗传算法全局优化和广义简约梯度法(GRG法)局部收敛速度快的特点,将两者有机结合,构造出一种混合遗传算法应用于新建环状给水管网的优化设计.同时针对遗传算法,采用了实数编码技术,基于扩大采样空间的随机采样、惩罚策略、算术交叉及动态变异技术.最后结合工程实例验证了混合算法的高效性.

用不平衡推力法快速计算边坡的稳定因数

不平衡推力法是我国广泛应用的一种边坡稳定性分析方法,有隐式稳定系数法和显式稳定因系数法两种。隐式法通常采用试算法或迭代法,计算效率不高。而非线性规划的广义简约梯度法是解决约束最优化问题的最有效算法之一,采用广义简约梯度方法来计算不平衡推力隐式稳定因数,计算过程可在Excel中实现,计算方便、高效,非常适合工程人员使用,值得在工程应用中推广。

机械设计方法的新发展

随着科学技术的发展和客观要求,许多新的设计方法在机械设计中得到应用。本文结合机械设计就有限元法、结构动力分析、优化设计及可靠性设计的基本概念和基本原理作简要介绍,并对其应用的有关问题作了扼要的分析。

大跨钢-混凝土组合楼盖的优化设计

针对大跨度钢-混凝土组合楼盖的经济适用工况和优化方向,以重要参数为基础,对大跨钢-混凝土组合楼盖的优化设计问题进行研究.在优化分析时,以组合楼盖的经济等效用钢量为目标函数,变量包括钢梁截面尺寸、钢梁间距和混凝土翼板厚度等8个参数,约束条件服从塑性设计理论、规范规定和工程经验.在不同跨度和可变荷载下,利用广义简约梯度(GRG)算法求解获得经济等效用钢量最小的组合梁截面.根据优化结果,跨度小于60 m、可变荷载小于6 kN/m2的组合楼盖能够有效地发挥组合结构的组合作用,具有较好的经济效益.对于传统组合楼盖经济适用性不强的超大跨楼盖,从提高腹板承载效率的角度,可以使用波形钢腹板组合楼盖体系,考虑张弦梁受力高效的优点提出新型弦支组合楼盖体系.

基于ADAMS的压缩机主传动系统动力学优化问题研究

以某W型活塞式压缩机主传动系统为研究对象,利用多柔体动力学软件ADAMS,对额定工况下计入摩擦的压缩机主传动系统动力学优化设计问题进行研究.得到了额定工况下主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应.在此基础上,建立压缩机主传动系统动力学优化设计数学模型,以压缩机气缸中心线夹角和压缩机曲轴转速为设计变量,以两主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应的加权平均值为优化目标.采用参数化建模技术在ADAMS中建立优化模型进行优化分析,探讨了目标函数与设计变量之间的关系并得到最优解.得到的结论为活塞式压缩机动态设计打下基础.

弹性圆柱壳的刚度优化设计

研究在任意轴对称边界条件下和任意轴对称分布载荷作用下体积保持常数的圆柱壳的两类优化设计问题:极小化圆柱壳的最大挠度和极小化圆柱壳的柔度。采用阶梯折算法,用传递矩阵导出变厚度圆柱壳平衡问题的初参数解的显式表达式,将优化设计转化为极小化目标函数的非线性规划问题,并采用广义简约梯度法进行优化计算。对典型问题的计算表明,该方法能解决受应力、几何等约束的离散变量结构优化设计问题,计算过程具有编制程序方便、收敛快和精度高的优越性,是一种理想的优化设计方法。

平面凸轮机构的优化设计——计算机辅助设计

机构的优化设计近年来得到了迅速的发展。凸轮机构由于广泛被应用于各种自动机械及轻工机械中,也提出了优化设计及计算机辅助设计的问题。 国内外的凸轮机构优化设计的目标函数大致有:直动从动件的最佳偏置量;从动件与凸轮间的最大接触应力最小;传动中的最大压力角最小以及体积最小等等。 本文从考虑凸轮机构的传动效率最佳为目标函数,将四种平面凸轮机构的优化设计统一起来,采用较新的GRG优化方法(即广义简约梯度法),可以得到凸轮机构传动效率最佳的一组基本参数:基园半径、滚子半径、从动件偏距、从动件导路长度,恳臂长度及摆动从动件的中心距、摆杆长度等。 将凸轮机构优化设计的目标函数定为升程的传动效率最佳,可以兼顾到压力角、接触应力、摩擦影响等各方面因素,比单纯考虑几何压力角,最大接触应力等模型更为合理,更为全面,更符合生产实际。 文中还将凸轮机构优化而得的结果,通过一套几何尺寸计算机程序,可以计算出四种基本类型,七种运动规律的凸轮机构的全部几何尺寸数值。

车辆典型部件结构的有限元模型修正方法

以车身结构中简化的典型结构形式为研究对象,利用有限元软件中的焊点模拟单元,建立典型结构的有限元模型并进行模态分析。在参数灵敏度分析的基础上,结合模态试验测得的数据,利用广义简约梯度算法,对结构的有限元模型进行修正和模型验证,深入探讨了车辆典型部件结构的有限元模型修正方法。通过模型修正,有限元模型的精度得到了明显的提高,为进一步研究车辆结构部件的振动特性奠定了基础。

八连杆压力机传动机构的优化设计

在ADAMS中建立传动机构的铰接点,连接各点建立八连杆机构的虚拟样机模型。参数化各铰接点的横纵坐标作为设计变量,比较各设计变量对工作行程内滑块速度标准差的影响,选择敏感度较大的设计变量作为优化变量。基于曲柄存在条件建立约束关系,以工作行程内滑块速度标准差的最小值作为优化目标。采用广义简约梯度法,引入松弛变量将不等式约束转化成等式约束,用非基变量表示基变量,将目标函数改写成关于非基变量的表达式,进行迭代计算得到优化结果。适当调整优化后设计变量的值,得到最终的结果。与优化前机构对比,工作行程内,最大速度由590 mm·s^(-1)降至425 mm·s^(-1),速度标准偏差由175 mm·s^(-1)降至120 mm·s^(-1)。

热网水力优化计算模型

以最低的管网年折旧费、年大修费、泵站年运行费之和作为目标函数建立水力优化计算模型。采用广义简约梯度法求解此数学模型,探讨了其计算过程。