一种复合材料支撑结构拓扑与材料协同稳健优化设计方法

    公开(公告)号:CN113033043A

    公开(公告)日:2021-06-25

    申请号:CN202110251546.4

    申请日:2021-03-08

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种复合材料支撑结构拓扑与材料协同稳健优化设计方法。包括以下步骤:考虑复合材料支撑结构制造服役中的不确定性,将样本不充分的外载和样本充足的基体材料属性分别描述为区间变量和有界概率变量;对设计域、颗粒增强相体积分布离散化并作为两组设计变量,设置物理与几何约束,建立拓扑与材料协同稳健优化模型。利用移动渐近线法求解:解耦概率区间不确定性,利用目标性能的梯度确定最差工况;通过单变量分解法与拉盖尔积分估计最差工况下目标性能的均值及标准差以构造目标函数;最后计算目标与约束函数对设计变量的梯度用于迭代。本发明建立的优化模型真实反映支撑结构多源不确定性的分布特性,求解高效,具有很好的工程应用价值。

    一种基于负理想解贴近距离的压力机上横梁稳健优化设计方法

    公开(公告)号:CN109992848B

    公开(公告)日:2020-11-13

    申请号:CN201910195091.1

    申请日:2019-03-14

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于负理想解贴近距离的压力机上横梁稳健优化设计方法。包括以下步骤:考虑压力机上横梁所受载荷的随机性与其材料属性的区间不确定性,基于6σ稳健性设计原则建立包含随机‑区间混合不确定性变量的上横梁稳健优化设计模型;基于双层嵌套遗传算法对该优化模型进行直接求解;内层对每一设计向量利用Kriging预测模型进行区间稳健性分析,采用蒙特卡洛方法计算目标函数和各约束性能函数的均值和标准差;外层利用内层计算结果,基于约束性能函数总可行稳健性系数和负理想解贴近距离对所有设计向量进行分类、排序与寻优。本发明符合工程实际,且避免了主观干扰,具有很好的工程实用性。

    一种高维随机场条件下的新型复合材料结构优化设计方法

    公开(公告)号:CN111832102A

    公开(公告)日:2020-10-27

    申请号:CN202010569134.0

    申请日:2020-06-19

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种高维随机场条件下的新型复合材料结构优化设计方法。该方法首先根据新型复合材料结构制备工艺与服役环境的复杂性,建立考虑其材料属性与载荷空间相关不确定性的高维随机场模型,进而,根据高刚度轻量化设计需求建立高维随机场影响下新型复合材料结构的优化设计模型;然后,将随机等几何分析方法与随机多项式展开增强Dagum核克里金代理模型相结合,高效准确地计算出高维随机场影响下新型复合材料结构随机响应的统计特征值;最后,利用粒子群算法快速获取最优的新型复合材料结构设计参数。本发明综合考虑材料属性及载荷的高维随机性,符合工程实际;优化中采用随机等几何分析与代理模型相结合计算结构的随机响应,高效且准确。

    一种基于混合神经网络模型的风速预测方法

    公开(公告)号:CN111695724A

    公开(公告)日:2020-09-22

    申请号:CN202010484805.3

    申请日:2020-06-01

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于混合神经网络模型的风速预测方法,包括:对风速原始时间序列数据进行集成经验模态分解,建立长短期记忆神经网络对集成经验模态分解得到的分量信号进行预测,通过贝叶斯优化算法对长短期记忆神经网络的超参数进行调节优化,将分量信号的预测结果合成为最终的预测结果。本发明通过将随机非稳态的原始短期风速时间序列分解为稳定变化的时间序列数据,并对长短期记忆神经网络的超参数进行自动调节优化,得到预测结果,大大降低了预测误差,提高了预测精度,可应用于短期风速的预测,为风力发电网络的智能运维提供有力工具。

    考虑混合不确定性的颗粒增强材料构件稳健拓扑优化方法

    公开(公告)号:CN111475976A

    公开(公告)日:2020-07-31

    申请号:CN202010239662.X

    申请日:2020-03-30

    Applicant: 浙江大学

    Inventor: 程锦 陆威 刘振宇

    Abstract: 本发明公开了一种考虑混合不确定性的颗粒增强材料构件稳健拓扑优化方法。包括以下步骤:考虑使用颗粒增强材料的构件在制造、使用中的不确定性,将样本不充分的外载视为区间不确定性、将样本充足的基体与颗粒材料属性、颗粒增强相在基体中的体积分布视为有界概率不确定性;分别对设计域、颗粒增强相体积分布离散化,设置物理、几何约束,建立稳健拓扑优化设计模型;使用最优准则法迭代求解考虑区间与有界概率混合不确定性的稳健优化设计模型。本发明建立的构件稳健拓扑优化设计模型真实反映实际工程中多源不确定性的分布特性,运用提出的结构性能统计矩估计方法与最优准则法进行求解,能高效获得优化结果,具有很好的工程应用价值。

    自平衡电动车车架动态特性的可靠性稳健均衡设计方法

    公开(公告)号:CN111475888A

    公开(公告)日:2020-07-31

    申请号:CN202010239660.0

    申请日:2020-03-30

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种自平衡电动车车架动态特性的可靠性稳健均衡设计方法,该方法包括以下步骤:建立自平衡电动车车架动态特性的可靠性稳健均衡设计模型;采用拉丁超立方法进行采样,通过协同仿真技术获取样本点,建立预测目标和约束函数中各动态特性指标值的PRSM模型;内层采用改进HL-RF算法进行可靠性分析以判定车架动态特性可靠性约束的可行性;外层基于车架整体性能的稳健均衡指数采用遗传算法进行迭代寻优,求得车架动态特性整体稳健均衡的设计方案。本发明建立了由车架目标和约束性能稳健性系数组成的集合,通过该集合中所有稳健性系数的均值、标准差和极差定义整体性能稳健均衡指数,实现了概率不确定条件下车架动态特性的整体稳健均衡设计。

    一种基于曲折闪电打击与疲劳损伤的风机复合叶片优化设计方法

    公开(公告)号:CN110781618A

    公开(公告)日:2020-02-11

    申请号:CN201910853643.3

    申请日:2019-09-10

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开一种基于曲折闪电打击与疲劳损伤的风机复合叶片优化设计方法,该方法对于风力发电机复合材料叶片进行了真实闪电打击的静电学分析与疲劳分析保证其设计可靠性,并结合叶片的成本进行最优化设计。本发明创新性地提出了参数化曲折闪电步进导闪模型来模拟自然界真实的闪电现象,并提出了闪电打击导致的介质击穿失效与非比例多轴疲劳失效的计算公式,优化计算后可以得到复合材料中各层材料的最佳厚度,在保证整体成本不会过高的情况下,有效地提升风力发电机复合材料叶片的闪电安全系数与叶片预期寿命。

    基于改进型Butterfly细分的网格自由曲面环形刀具轨迹规划方法

    公开(公告)号:CN105739432B

    公开(公告)日:2018-09-07

    申请号:CN201610153828.X

    申请日:2016-03-17

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于改进型Butterfly细分的网格自由曲面环形刀具轨迹规划方法,包括环形刀具曲面建模、三角网格自由曲面建模,并结合环形刀的几何特征对刀触点(CC点)的刀具曲面及工件曲面进行几何分析,根据切削刀具干涉原理计算刀具的最小前倾角以获得切削路径的最大宽度,并据此采用改进型Butterfly细分方法对进行三角网格曲面进行细分,使刀具轨迹的行距达到切削路径宽度要求。以曲面轮廓曲线为初始刀具轨迹,沿着三角网格边界进行螺旋型刀具轨迹刀触点(CC点)的逐行规划,最终根据环形刀几何模型求解刀心(CL点)位置。本发明应用于高速加工中可提升形成刀具轨迹的连续性、降低刀具负载波动,在保证切削质量的前提下,提升切削稳定性,延长刀具寿命。

    考虑动态特性的高速压力机底座可靠性稳健设计方法

    公开(公告)号:CN104679956B

    公开(公告)日:2017-12-12

    申请号:CN201510082491.3

    申请日:2015-02-14

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑动态特性的高速压力机底座可靠性稳健设计方法,该方法包括以下步骤:建立高速压力机底座动态特性的可靠性稳健设计模型;采用拉丁超立方采样法对设计变量和不确定参数进行采样,并通过协同仿真技术获取样本点的响应值;依据样本点的输入‑输出信息建立预测目标和约束函数中底座力学性能指标值的RBF神经网络模型;利用基于区间约束违反度和均布区间优势度以及区间序位向量的双层嵌套遗传算法进行迭代寻优,求得底座设计方案的最优解。本发明根据高速压力机底座实际设计需求,基于RBF神经网络模型对其进行动态特性可靠性稳健设计,可便捷地获得符合可靠性要求并具有稳健性的高速压力机底座的设计方案。

    基于区间的高速压力机滑块尺寸稳健设计方法

    公开(公告)号:CN103942375B

    公开(公告)日:2017-04-12

    申请号:CN201410145662.8

    申请日:2014-04-11

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开一种基于区间的高速压力机滑块尺寸稳健设计方法,该方法首先根据高速压力机滑块尺寸的设计需求建立包含设计变量与区间不确定性参数的稳健设计模型,获得各样本点对应的目标函数与约束函数的响应值,依据样本点信息确定设计变量和不确定性参数与设计目标的函数关系,根据最小二乘准则法建立目标函数和约束函数的多项式模型,并检验其拟合精度,利用多项式模型与双层嵌套遗传算法相结合进行迭代寻优。本发明根据高速压力机滑块尺寸设计需求,基于区间数学进行非概率稳健性设计,可便捷地获得稳健最优的高速压力机滑块设计方案。

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