基于Isight的多学科随机搜索优化方法

针对多学科设计优化算法中各子系统间的耦合问题,提出基于随机搜索法的多学科设计优化策略。在各子系统独立分析优化的基础上,构造选择函数,在随机生成的点群中得到理想耦合点,克服了传统的基于敏度的解耦方法的局限性,并拓宽了寻找理想耦合点的空间,以理想耦合点作为参考,构造耦合函数作为子系统优化目标,从而不断调整子系统的优化目标,运用多目标优化策略对子系统进行优化,使子系统之间的耦合关系得到改善。基于Isight优化平台,集成多种学科分析工具,构建了多学科随机搜索优化算法,并在塔式立体车库的优化设计中对该优化方法进行了验证。

基于isight的某转管武器弹簧缓冲器优化设计

针对转管武器试验过程中出现的后坐阻力和后坐位移过大的问题,以某型转管自动机为研究对象,提出了一种基于isight的缓冲器优化设计方法。基于动力学分析软件ADAMS建立转管武器虚拟样机模型并对其计算结果进行分析。然后基于isight多学科优化技术,以最大后坐阻力作为目标函数,在后坐位移不超过19 mm的约束条件下采用最优拉丁超立方设计方法对缓冲簧设计参数进行灵敏度分析。利用isight集成ADAMS运行程序,采用多目标遗传算法NSGA-II对缓冲簧设计参数进行并行优化设计。实验结果表明:优化后的设计参数与最初方案相比其后坐阻力显著减小,同时该设计方法为转管武器缓冲器优化设计提供了参考依据。

基于组合优化算法的某新型火炮举升臂连接件优化设计

针对某新型火炮发射系统中的举升臂连接件失效问题,利用多学科优化软件和有限元分析软件平台,基于组合优化算法完成了结构的优化设计。基于最优拉丁超立方设计方法,以连接件的最大应力为目标函数,对连接件的结构参数进行灵敏度分析,将对最大应力影响权重较大的结构参数作为设计变量,采用多岛遗传算法与梯度优化算法形成组合优化算法,使用Isight多学科优化软件集成有限元分析软件ABAQUS进行优化计算。优化后的最大应力得到显著降低,为解决连接件断裂问题提出了优化设计方案。与仅使用多岛遗传算法相比,组合优化算法的迭代次数降低了73.6%。该算法可对装备设计中的关键部件强度优化,提高结构安全可靠性,提供可借鉴的优化设计方法。

基于Isight反求界面传热系数的研究

以试验测得的温度为基础,基于Isight平台,结合数值模拟方法和模拟退火算法的优化方法,计算求解了A356铝合金铸件冷却凝固过程中铸件与金属铸型间的界面传热系数。采用优化软件Isight集成铸造仿真软件ProCAST,成功解决了这两个软件的接口问题,而且在后处理数据的提取方面,采用均匀步长的计算,与整理后均匀时间步长的试验数据能更好的匹配,从而方便计算优化目标。另外,它不仅可以准确计算出随温度或时间变化的传热系数,而且还可以应用该方法优化铸造工艺和模具。

基于工况影响的插电式混合动力汽车控制策略优化

根据其城市公交车的运营线路、运行类型及线路覆盖区域,选取20条代表性公交线路上对应的20辆公交车,采集一个月的行驶数据,利用短行程分析法结合主成分分析及优化的K均值聚类算法实现各片段的合理分类,从而拟合出反映这一城市公交车运行特点的行驶工况。利用AVL-Cruise整车仿真平台验证该工况合成的有效性和必要性,同时引入Isight优化平台实现针对该城市公交车整车控制策略关键参数的优化标定。结果表明,控制参数优化后整车综合油耗降低8.7%,与RCP测试的仿真结果相对误差仅为2%,验证了优化后的控制策略的有效性。

基于Cruise的EMT纯电动客车传动系统参数优化

利用动力学仿真软件AVL Cruise对某纯电动客车进行动力学仿真来验证客车动力性。其所采用的EMT(电驱动机械式自动变速器)引入了调速电机,具有换挡快速和准确的优点。通过设定变速器和减速器速比的变化范围,用Isight软件优化耗电量,得出百公里电耗最低的传动比匹配方案。优化后百公里电耗减少了约5.27%,动力性能满足设计要求。

6000m级探测型AUV优化设计与阻力分析

使用ISIGHT集成EXCEL,ICEM,ANSYS FLUENT软件,搭建封闭耦合优化仿真平台。根据任务需求和布置需要得到设计变量、状态变量和目标函数,采用多岛遗传算法,优化求解得到局部最优AUV设计结果。借助SOLIDWORKS设计得到全附体模型,使用ANSYS CFX分别在0°,±2°,±4°,±8°,±16°攻角的条件下,计算其阻力值,经过经验公式对摩擦阻力的计算结果进行理论验证,证明了计算结果的可靠性。为6 000 m级探测型AUV的总体方案设计提供了线型参考和布局依据。

基于驾驶特性的纯电动公交车控制策略优化

节能与环保已成为汽车界关注的两大重要问题,为改善纯电动公交车的节能潜力,提出了一种基于优化驾驶员响应的纯电动公交车控制策略,以实现整车续驶里程的提高.利用Isight优化平台中的自适应模拟退火算法,实现对整车控制策略中的驾驶员油门踏板映射曲线、制动踏板映射曲线及整车动力电池充电系数的优化.结果表明:在中国典型城市公交工况下,车辆较优化前的百公里电耗降低了6.38%;0-50 km/h的加速时间和15 km/h的爬坡能力分别提高了4%和3.03%;同时引入快速控制原型测试,验证了该控制策略优化的有效性.

某国产SUV悬置系统优化设计与隔振测试评价

动力总成悬置系统是汽车振动子系统之一,其性能对于整车NVH性能具有很大影响。以某国产SUV悬置系统作为研究对象,基于能量解耦法思想采用Isight集成Adams对悬置系统初始刚度进行匹配优化,优化后悬置系统垂向与绕曲轴转动方向解耦率由原来52.2%、45.9%提高到90.3%、85.4%,其他四个方向解耦率也均达到了85%以上,并对装有OTS样件的整车进行隔振率测试,实车试验结果表明经过优化后悬置系统隔振率基本能达到要求,并检测出系统与其他部件存在共振现象,为该车型后续研究提供指导。

平板阵列隔热瓦几何参数的分析与优化

为了研究缝隙参数对高超声速飞行器表面平板阵列隔热瓦变形的影响,在面积为1 m^2的平板上布置不同尺寸的隔热瓦,通过自编的Python语言实现平板阵列隔热瓦缝隙的参数化建模,并利用ISIGHT软件集成ABAQUS对平板阵列隔热瓦的近似模型进行仿真分析,得到缝隙参数的最优设计方案。结果显示:缝隙宽度相较于缝隙间距对隔热瓦间的接触应力影响更大,缝隙宽度越小接触应力越大;缝隙宽度要结合蒙皮温度上限考虑选取,缝隙间距选取隔热瓦边长的1/2即可。

厚壁筒型泵体减重优化设计

泵的结构设计时应满足水压及工作条件下的强度和刚度条件。但为了节省材料、降低成本,提高市场竞争力,泵体尺寸不能设计得过大。本文提出了厚筒型泵的优化设计方法。优化设计的目标是减轻泵的质量,约束条件是泵的强度,优化设计变量是泵壳及泵盖厚度。将Isight优化软件与ANSYS结构分析软件集成起来,基于壳单元模型开展了减重优化设计。针对初始优化方案,使用实体模型校核其在工作条件下的强度,最终得到可行的减重优化设计方案。

功率分流式混合动力系统参数匹配优化研究

功率分流式混合动力系统部件参数的匹配优化对整车的动力性和燃油经济性具有显著影响。以某款功率分流式混合动力客车为研究对象,采用车辆系统动力学理论和经验公式对动力系统部件参数进行初步匹配,然后针对蜜蜂算法、遗传算法等具有优化周期长、寻优能力较差等特点,提出一种带精英策略的遗传算法和模拟退火算法的组合优化算法,利用组合优化算法对动力系统部件参数进一步优化,在中国城市公交典型工况下,使用Isight、Matlab/Simulink和Cruise软件进行500次联合优化仿真。结果表明:相比于优化前,500次优化后整车综合油耗降低了4.5 L/100 km,节油率达16.6%,同时优化后的发动机和二号电机的工作效率向高效区移动,验证了组合优化算法对动力系统部件参数优化的有效性。

基于多目标遗传算法的混合动力汽车能量管理优化

混合动力技术是实现汽车节能减排的有效途径。以P2混合动力汽车为研究对象,考虑电池荷电状态(state of charge, SOC)分别为高、中、低3种不同的电量模式时,设计不同的能量管理策略,以实现混合动力汽车节能减排的同时维持SOC的平衡的目的。该策略在基于规则的基础上采用Isight软件中的多目标遗传算法对门限值进行优化,以提高能量管理策略中门限值的可靠性和有效性。仿真结果表明,该能量管理策略对降低车辆油耗的效果显著,并且能很好地维持电池SOC的平衡。

厚壁圆筒型泵体减重优化设计

泵的结构设计应满足水压及工作条件下的强度和刚度条件。为了节省材料、降低成本、提高市场竞争力,泵体尺寸不能设计过大。本文提出了厚壁筒型泵的优化设计方法,以减轻重量为目标,考虑强度约束条件,优化泵体的厚度,将Isight优化软件与ANSYS结构分析软件集成起来,基于壳单元模型开展了优化泵体厚度设计。针对初始优化方案,使用实体模型校核其在工作条件下的强度,最终得到可行的优化泵体厚度设计方案。

转管武器开锁器结构的动态优化设计

针对某转管武器试验中出现开锁器断裂的问题,基于有限元理论对其进行强度分析,找出了故障发生的原因。然后以开锁器最大应力为目标,采用最优拉丁超立方设计方法对开锁器结构参数进行灵敏度分析。通过将对应力影响较大的结构参数作为设计变量,在质量变化较小的约束条件下,运用isight多学科优化技术集成ANSYS运行程序,采用梯度优化算法MMFD进行优化计算。优化结果显示开锁器最大应力大大降低,这对提高开锁器的使用性能具有一定参考价值。

1250t液压机滑块筋板的鲁棒优化设计

滑块是液压机的重要受力结构,对其进行优化设计十分重要。运用邻域培植遗传算法(NCGA)进行确定性优化设计并进行6σ单点稳健校核,结果表明设计结果的稳健性较差;将NCGA算法与6σ稳健优化方法相结合,在多学科优化软件iSIGHT中进行模型优化设计,结果表明设计结果的稳健性达到99.999 9%。

Isight在现代设计理论与方法课程中的应用探究

随着科学技术的迅猛发展以及计算机技术应用的普遍应用,设计领域正在发生新的变革,各种各样的设计理论与方法层出不穷,使设计领域进一步科学与完善。丰富的设计理论与方法缩短了设计周期,提高了设计质量,节约了制造成本,为我国的制造业创造了巨大的经济效益。文章结合现代设计理论与方法教学章节内容,通过引入Isight软件,集成Solidworks与UG两个软件,课程中的“优化设计”、“可靠性设计”等内容进行了教学实践探究,论述了该软件引入教学环节的可行性与教学效果。

邮船大跨距板架参数化建模和动力学分析程序开发

针对豪华邮船大跨距板架静力学和动力学分析需要进行大量繁琐建模工作的问题,研究NAPA、MSC Patran/Nastran等多个软件协同运行的方法,借助Visual Studio开发流程化设计程序,并通过Isight优化软件验证程序的适用性。该程序可实现邮船多层大跨距板架设计的参数化建模和自动分析计算,从而快速获得多方案设计结果,提高设计和分析效率。

基于异步电机控制的拖拉机传动系统突变载荷模拟

突变载荷是拖拉机传动系统故障的主要诱因,为此提出了粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法-模糊PI控制与异步电机矢量控制相结合的控制方法,实现了拖拉机传动系统台架试验中突变载荷的模拟。引入Isight优化软件,以时间乘以误差的绝对值积分(ITAE)最小为优化目标,利用PSO算法对模糊PI控制器的量化因子、比例因子进行了优化。最后,将优化后的模糊PI控制器导入到异步电机控制模型和拖拉机传动系统加载试验台进行仿真和试验验证。仿真对比分析表明,PSO算法-模糊PI控制与异步电机矢量控制相结合的控制方法比传统PI控制方法和模糊PI控制方法的突变载荷模拟的最大超调量分别降低了53.51%和42.67%、峰值时间分别减少了42.31%和3.23%以及调整时间分别减少了超过25.20%和16.89%。仿真与试验对比分析表明,仿真与试验变化趋势基本一致,且系统能够平稳运行,因此利用PSO算法-模糊PI控制能够有效改善系统的综合性能。

基于Matlab和Isight对发动机悬置元件优化结果的比较

合理设计发动机悬置元件可以明显地降低汽车的振动和噪声,改善汽车的乘坐舒适性。文中分别用Matlab中的Pareto算法和Isight多目标优化法对发动机悬置元件刚度进行优化,将优化结果进行对比,得出前者优化后的解耦率较高,优化效果更明显。