加速度计精密离心机试验的优化设计

针对加速度计精密离心机试验,提出了一种改进的D最优试验设计方法。首先,分析了加速度计在精密离心机测试时的实际量测噪声特性,在此基础上指出传统的优化设计方法,即饱和D最优试验设计,存在工程适用性问题。然后为了改善饱和D最优试验设计的适用性,并且考虑到试验代价和精度的折中关系,提出了D最优改进试验设计方案。该方案将饱和D最优试验谱点作为基本谱点,在基本谱点之间均匀插入其他谱点来降低输入加速度偏差的影响,并通过加权的方法来分配基本谱点和新增谱点的测度,权值的选取依据实际的噪声特性。最后仿真结果表明,该设计方法包含了饱和D最优设计和均匀设计的优点,能够给出更为合理的加速度计精密离心机试验方案设计。

气囊着陆缓冲系统的冲击动力学多目标优化

文章以数值仿真为手段,研究了气囊缓冲登陆系统的冲击动力学多目标优化问题。首先,以类似于"猎兔犬"着陆缓冲系统为对象,确立了以囊内初始气压与收缩绳刚度为设计变量,以缓冲系统的首次冲击最大过载和囊体织物最大应力为目标函数的多目标优化问题。随后基于D最优试验设计,采用移动最小二乘(Moving Least Square,MLS)构建了各个目标函数的代理模型,并对目标函数随设计变量的变化规律进行了探讨。最后,采用遗传算法完成了缓冲系统的冲击性能优化,并给出设计空间中关于最大过载与织物最大应力的Pareto前沿。研究结果表明,MLS模型优化算法十分适用于解决非线性程度较高的冲击动力学优化问题,并且在替代真实模型仿真计算时不仅具有较高的近似精度而且具有高速的分析效率。

考虑参数不确定性的转向架构架结构强度分析

考虑工程实际中设计参数的不确定性,基于D-最优试验设计和可靠性理论对转向架构架进行结构强度分析。根据UIC 510-3-1994标准对构架进行结构强度分析,确定受力较大部位的设计参数。运用APDL语言建立构架的参数化模型,并对设计参数进行D-最优试验设计,进而计算构架的结构强度。利用最小二乘法对试验数据进行拟合,建立多项式响应面函数,并对其进行方差分析,检验响应面的精度。基于高精度响应面函数,采用Monte-Carlo拉丁超立方抽样方法对构架进行结构强度的可靠性分析。研究结果表明:设计参数的变化对结构强度的影响较大,且各设计参数的交互作用较小。转向架构架的结构可靠度为0.984 3,表明了不确定参数对构架结构强度和安全性的影响程度。基于D-最优试验设计的响应面法工作效率高,可为其他复杂结构的不确定性分析提供参考。