多学科优化设计技术及其应用研究.pdf

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1、第24卷第1期2011年1月机电产品开笈与剀新Devdopment&InnovationofMachinery＆Electric',dProductsV01．24．No．1Jan．．2011文章编号：1002—6673(2011)01-004-03多学科优化设计技术及其应用研究聂勇军1，魏世民2(1．广州航海高等专科学校船舶丁程学院，广东广州510725；2．北京邮电大学自动化学院，北京100876)摘要：多学科优化设计已被广泛应用在汽车、飞机、工程机械等行业。利用多学科优化理论建立机械、液压、电控等多学科优化模型，在ISIGHT软件中搭建优化流程，

2、进行DOE试验设计、优化设计、可靠性稳健性优化设计，得到系统优化结果，可以节约产品成本，提高产品质量。本文介绍了多学科优化设计的发展，并进行了一典型构件的优化设计。关键词：多学科优化设计；试验设计；优化模型中图分类号：TB47文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2011．01．002Multi-disciplinaryOptimalDesignTechnologyandItsApplicationNIEYo，妒丘凡‘，形研Shi-Min2(1．SchoolofMafineEngineering，GuangzhouM

3、aritimeCogege，GuangzhouGuangdong510725，China；2．CoflegeofAutomation．BeijingUmvenityofPostsandTelecommunications，Beijing100876，China)Abstract：Multi一救iphnaryoptimaldesignhasbeenapphed埘delyonautomobile，aircra丘andmachinery．Multi—disciphnaryoptimalmod-dwithmechal[1ism，hydraulic，andel

4、ectricitycontrolWaSbuiltbasedonoptimaltheory．optimalflowwasbuiltinISIGHTforDOE，optimaldesignandrobustdesign，whichc姐realizeminimizecost，improveproductquality．Thispaperintroducedthedevelopmentofmulti—disci—phnaryoptimaldesign，andstudiedamechaIlismforoptimaldesign．Keywords：Multi-d

5、isciplinaryoptimaldesign；DOE；optimalmodel0引言产品设计是制造业的灵魂．在新产品开发中起着头等重要的作用。现代复杂机械产品的设计和开发正在向着虚拟数字化、高效精密化、集成自动化、标准模块化、并行协同化的方向发展。如何在最短的时间内，设计出高性能、低成本的产品，是每个企业追求的目标。复杂机械产品的设计过程是一个多学科交叉的系统过程，如航天器、飞机、汽车、履带起重机等复杂产品系统通常由许多子系统组成．如机构、液压、电控等子l系统．各子系统之间存在着相互影响、相瓦作用的耦合关系，属于典型的多学科设计。复杂机械产品的系

6、统I性、多样性、快速性，要求优化设计既应综合考虑产品J收稿日期：2010-11-01基金项目：校级科研课题基金资助(201012811)作者简介：聂勇军(1976-)，男．湖南祁阳县人．讲师，硕士研究生。主要研究方向：虚拟设计及仿真、CAD／CAM研究．优化设计。已发表六篇论文；魏世民(1965一)．男。黑龙江五常市人。教授。博士生导师。主要研究方向：机器人技术。4自零部件到整机甚至系列和组合的产品全系统优化。也应考虑产品技术性、经济性和社会性的全性能优化。多学科设计优化技术是利用优化理论解决包含多学科的工程设计问题的技术．使设计者能同时利用多个相关

7、学科工具对复杂r廿J题的各方面进行系统分析，从而达到最优设计。近年来，许多学者在优化设计方面已经做了很多工作fl-Sl，并取得了成果。本文首先介绍了多学科优化设计的概念及发展．以及多学科优化软件ISIGHT．并基于ISIGHT软件研究了某典型构件的优化设计。1多学科优化设计技术1．1多学科优化设计技术的发展在航空航天领域发展起来的多学科优化设计技术。目前已被广泛的应用在飞机、汽车等领域。多学科优化设计技术．即充分探索和利用工程系统中相互作用的协同机制．将单个学科的分析与优化同整个系统中互为耦合的其他学科的分析与优化结合起来．运用优化原理对工程系统设计

8、过程中所包含的不同领域(如设计、制造、工艺、动力系统、控制系统和信息处理等)的研究·开发与创新·成果进行整合