基于移动最小二乘响应面方法的整车轻量化设计优化

汽车轻量化是汽车产业发展方向之一,也是一个汽车厂商和国家技术进步、先进程度的重要标志。优化汽车的结构设计是实现汽车轻量化的有效途径之一,文中采用拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高了计算效率,将基于移动最小二乘拟合的响应面近似模型引入到整车正碰优化设计的复杂系统中,并利用序列响应面优化方法对近似模型进行优化,避免了整车碰撞传统优化设计方法计算量大,且在碰撞非线性系统优化中常常易导致收敛缓慢甚至不收敛的缺点。在满足了CMVDR294安全法规的同时,使汽车车身一些部件的板厚达到合理的配置,从而达到使汽车重量得到一定程度的减轻的目的。

基于移动最小二乘响应面法的橡胶材料参数反求

基于缓冲橡胶块的试验数据,选用Mooney-Rivlin本构模型,并结合有限元仿真技术和优化算法的反求方法来确定橡胶材料的参数。在此过程中不断比较仿真结果与试验值以寻求二者最接近的参数,并采用响应面法来减少仿真优化的计算量。结果表明通过该法确定的材料参数能较准确地描述缓冲橡胶块的材料特性。

基于移动最小二乘法的应变测量数据场重构方法

基于移动最小二乘法,提出了一种应变测量数据场重构的方法。该方法将受轴压铝制圆筒的应变测量数据与相应的理论结果进行比较,筛选出了有效的应变测量数据。通过计算有效测点之间距离和采用冒泡排序法确定这些距离顺序的方式,高效简便地计算了各个有效测点的支撑域半径。根据获得的有效应变测量数据和计算得到的移动最小二乘形函数,重构出了重构区域三维表面各个节点的应变值,并且绘制出了相应的应变云图。数值计算结果验证了本文方法的合理性、精确性和高效性。

响应面的移动最小二乘法结构可靠性计算

针对目前在结构可靠性计算中被广泛应用的传统响应面法存在计算量大,精确度不高,容易产生奇异解,必须知道功能函数才能计算等问题。首先根据最小二乘原理,在只需知道设计验算点对应的功能函数值的情况下,利用权函数的紧支性、非负性、光滑性、递减性等性质,在影响域内应用选取的设计验算点,提出了用移动最小二乘法通过迭代生成响应面函数,然后结合一阶可靠性方法,计算结构的最大失效点与可靠性指标。通过反复迭代,直到计算的相邻两次的可靠性指标满足所给的误差为止。给出了切实可行的算法,该算法不需要知道功能函数,甚至不需要知道功能函数的类型就可以进行计算。算例表明,文中方法以较少的迭代次数,可以获取高精度的最大失效点与可靠性指标。

基于响应面法的甲磺酸二氢麦角碱缓释片释放度分析方法的开发

目的采用响应面法优化甲磺酸二氢麦角碱缓释片释放度的HPLC测定色谱条件。方法用单因素研究获得对响应值(分离度)影响较大的因素后,再以响应面法对相关参数进行优化,依据Box-Behnken中心组合实验设计原理,采用在三因素三水平对色谱条件的参数进行优化研究,对结果进行分析统计。结果建立色谱条件模型R=-0.17A^(2)-0.0005B^(2)-0.0099C^(2)-3.098×10^(-15) AB-0.004AC-0.001BC+0.52A+0.064B+0.939C-19.91。依据软件计算获得最佳试验参数,经试验检验,响应结果和软件计算结果基本一致,所得方法经方法学验证,专属性符合要求,线性范围为0.61~18.37μg·mL^(-1),线性回归方程为A=24403.6575C-4873.3249,相关系数r为0.9999,平均回收率为95.4%(RSD为0.66%),重复性的RSD为1.10%。结论依据软件计算获得最佳试验参数,经试验检验,响应结果和软件计算结果基本一致,所得方法经方法学验证,专属性符合要求。

基于移动最小二乘响应曲面的挤压件毛坯优化

针对复杂挤压件在实际生产中存在的金属折叠等缺陷,结合CAE仿真结果分析了产生缺陷的原因;为了达到改善零件成形过程中的金属流动性、降低成形所需最大挤压力,从而提高产品质量的目的,提出了以移动最小二乘法为基础构建响应曲面的方法,建立了毛坯形状与成形所需最大挤压力之间的关系。同时,选取毛坯的几何参数作为设计变量,结合正交试验方法,选出对优化目标影响显著的因素,利用移动最小二乘响应曲面法对毛坯的关键几何参数进行了优化。经验证,成形所需的最大挤压力降低了40%,金属流动状态明显改善,内部折叠基本消除。

改进的响应面方法在二维连续体形状优化中的应用

在二维连续体结构形状优化中,采用响应面方法近似求解约束的敏度来建立模型:根据结构分析的响应值,可以拟合出复杂响应对设计变量的显函数。为克服各试验点的拟合值与结构真实响应值之间的误差,发展了一种在中心试验点精确拟合的方法,提高了模型的精度,收到了良好的效果。

基于最小范数点的响应面方法

针对传统的响应面法难以实现大范围精度近似,可靠度计算效率和精度偏低的问题,本文从可靠度指标的几何意义入手,提出一种基于最小范数点的改进响应面方法。该方法在响应面上的最小范数点附近选取新的试验点,再对这些样本点进行二次多项式插值校正,从而构建出更加逼近极限状态方程的响应面形式,一定程度上提高了计算的精度。另一方面,本文引入了一种双重收敛准则进行判断性评估,能够有效地节省迭代的过程,提高计算效率。最后,算例分析验证了本文方法的合理性和适用性。

响应面方法在二维连续体形状优化中的应用

简单介绍了响应面方法的实质,并将其应用于二维连续体结构形状优化中,结合有限元方法,近似拟合出了状态约束(应力和位移)对设计变量的显函数,代替了复杂的解析灵敏度分析,以MSC/Patran为平台采用PCL语言开发了二维连续体形状优化的程序．文中算例通过与差分法的比较表明了这一方法的有效性和可靠性．

移动最小二乘配点的Petrov-Galerkin局部无网格方法

基于加权残值法和移动最小二乘（MLS）法并结合局部Petrov-Galerkin无网格方法（MLPG）的灵活性,将移动最小二乘配点法应用到无网格方法当中,建立了MLS配点无网格法的基本方程.在局部子域上利用Petrov-Galerkin原理给出了微分方程局部弱形式,通过惩罚因子引入本质边界条件;将局部弱对称形式进行离散化后,推导出移动最小二乘配点的Petrov-Galerkin局部无网格系统的刚度矩阵、载荷矩阵.通过数值算例证明该方法具有很高精确性、有效性和实用性.

两种综合方法推求暴雨时面深关系的对比分析

为中小流域推求设计洪水提供必要的暴雨点面关系数据支撑,基于暴雨动点动面分析方法,分别采用绝对值外包转相对值以及相对值外包两种点面折减系数综合方法分析西河流域暴雨时面深关系差异。结果表明,绝对值外包转相对值综合法总体误差较实际相对较小,且更适用于12h以上的暴雨点面关系分析。该分析结果为开展无资料地区水工建筑物设计提供技术参考。

移动最小二乘无网格方法

介绍移动最小二乘法的基本原理和近似函数的构造方法,并应用配点法和最小二乘原理,提出了一种基于移动最小二乘思想的最小二乘配点型无网格方法。该方法的实施不需要背景网格,不需要进行高斯积分,具有计算量小、边界条件处理简单的特点,是一种真正的无网格方法。

基于移动最小二乘法的微型光谱仪标定方法

针对现有微型光谱仪缺少一种统一、可靠标定方法的问题,提出了一种基于移动最小二乘法(Moving Least Squares,MLS)的微型光谱仪标定方法;首先,微型光谱仪分别获取汞氩灯和氖灯的标准光谱图;然后对含有高频噪声的原始光谱图进行小波去噪,之后通过峰值定位算法找到特征峰并筛选出需要参与拟合的特征峰所对应的像元序号,最后筛选出一定数量的标定点使用MLS进行拟合;选取一定数量的未参与标定的特征峰代入到拟合函数中进行精度验证;实验表明:基于MLS拟合标定后,标定集的误差标准差为0.136 nm,测试集的误差标准差为0.192 nm,高于传统的最小二乘法曲线拟合,该方法实现了快速、准确地对微型光谱仪进行标定,在实际工程应用中具有重要的指导意义。

两种移动最小二乘法在曲面拟合中的对比研究

文章首先介绍了移动最小二乘逼近法和移动最小二乘插值法,然后分别将两种方法运用于曲面拟合,用MATLAB编程实现算例,对比精确解和两个数值解.结果表明移动最小二乘插值法精度较高.

基于响应面方法的材料参数反求

板料在冲压过程中处于复杂的各向异性三维弹塑性变形状态,若采用基于传统的单向拉伸试验得到的材料参数进行计算,必然会引入较大的计算误差。提出一种直接从冲压成形过程反求材料参数的方法。该方法将参数反求的问题转换为求试验测量值与仿真计算值之差最小二乘最小的优化问题。试验测量值为冲头的力-位移曲线,而待求的参数包括材料的特性参数和本构参数。采用移动最小二乘响应面法作为优化方法以减少调用正问题计算的次数。由于对冲压成形过程的模拟耗时较多,减少优化迭代的次数意义重大。

单向压紧制孔工艺的自适应响应面优化方法

针对轻型自动化制孔系统的单向压紧制孔工艺,提出了一种基于自适应响应面法的单向压紧制孔工艺参数优化方法。该方法仅通过少量样本点的有限元分析,即可构建可靠的自适应响应面,避免了优化迭代过程中的有限元仿真分析,大大提高了计算效率和精度。以飞机机身框间对接结构为例,构建了自适应响应面模型并进行参数优化,给出了该典型结构的工艺参数推荐值。优化结果表明,压紧力大于和小于最佳值都会造成贴合面间隙过大,采用合理的压紧力是工艺实施的关键。最后通过试验结果验证了所提方法的有效性。

基于响应面拟合方法中国铅基研究实验堆非能动余热排出系统可靠性分析

非能动系统已广泛地应用于新一代堆的设计中,其可靠性分析成为新型反应堆概率安全评价(Probabilistic Safety Analysis,PSA)的重要内容。本文提出一种用于非能动系统可靠性分析的响应面拟合方法,并应用于中国铅基研究实验堆反应堆容器空气冷却系统(Reactor Vessel Air Cooling System,RVACS)的可靠性分析。采用流体计算软件Fluent模拟RVACS系统的输入输出作为求解响应面性能函数的输入样本,利用最小二乘法和bootstrap方法估计响应面性能函数的系数,以响应面模型代替Fluent模型分析RVACS系统的非能动失效概率。分析表明,在所有能动余热排除系统不可用的情况下,RVACS四组并联排热管中的两组也能够可靠地导出反应堆余热。RVACS系统可靠性高。

基于LS-SVM的结构可靠度响应面分析方法

针对实际工程中常见的功能函数不能显式表达的可靠性分析问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的结构可靠度响应面分析方法.采用正交试验设计和有限元程序生成学习样本,并依据各随机变量的概率分布抽样得到检测样本;利用LS-SVM的高度非线性映射能力,建立了结构响应量与随机变量之间的映射关系.进而结合Monte-Carlo原理,计算结构的失效概率.新方法可直接应用现有的有限元分析程序,对大型结构进行可靠性分析.通过典型工程结构的算例分析,结果表明该方法具有较好的效率和精度.

移动最小二乘近似函数中样条权函数的研究

局部边界积分方程方法是无网格方法的一种,它采用移动最小二乘近似试函数,且只包含中心在所考虑节点的局部边界上的边界积分.本文详细研究了移动最小二乘法中样条权函数的构造及其性质,并将各种样条权函数应用于弹性力学平面问题的局部边界积分方程方法中,研究了它对计算结果的收敛性、稳定性和精度的影响.算例表明,高阶样条权函数在局部边界积分方程方法中有好的收敛性、稳定性和精度.

基于偏差消除最小二乘估计和Durbin方法的两阶段ARMAX参数辨识

针对带有外生变量的自回归移动平均模型(Autoregressive moving average with exogenous variable,ARMAX)的参数辨识问题提出一种两阶段辨识方法.首先通过偏差消除最小二乘方法辨识带有外生变量的自回归部分(Autoregressive part with exogenous variable,ARX),然后采用Durbin方法将移动平均部分(Moving average,MA)的参数辨识问题转换成一个长自回归模型(Long autoregressive,LAR)的参数辨识问题,并利用MA与等价LAR的参数对应关系直接得到MA参数,最后利用辨识出的MA参数计算出噪声方差.与扩展最小二乘法的数值仿真比较验证了这种两阶段辨识方法的有效性.