基于响应面法炮尾炮闩6σ稳健优化设计.pdf

《基于响应面法炮尾炮闩6σ稳健优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·机械制造与研究·项立银，等·基于响应面法炮尾炮闩6o-稳健优化设计基于响应面法炮尾炮闩6o-稳健优化设计项立银，顾克秋(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：传统结构优化设计计算效率低，且大多不能满足稳健性设计要求。将响应面法与6o"稳健优化方法相结合，在多学科优化软件ISIGHT中对炮尾圆角进行了模型优化设计，得到了较为稳健的设计结果。关键词：炮尾炮闩；优化设计；响应面法；稳健优化方法；ISIGHT中图分类号：TH12；TJ303．2文献标志码：B文章编号：1671—5276(2011)01-0020-O36~rRobustOptimalDesignofBreechandB

2、lock’SFilletBasedonRespondSurfaceMethodXIANGLi—yin，GUKe—qiu(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScience&Technology，Nanjing210094，China)Abstract：Calculationefficiencyofthetraditionalstructuraloptimaldesignislowandmostoftheresultscannotmeettherobustnessrequirements．Theresponsesurfacemetho

3、discombinedwith6arobustoptimizationmethodsinthisthesis．AmorerobuslresultiSobtainedafteroptimizingthemodelinmulti—disciplinaryoptimalsoftwareIglGHT．Keywords：breechandblock；optimizeddesign；respondsurfacemethod；6arobustdesignmethod；ISIGHT模型及径向基函数(RBF)神经网络模型。响应面模型，绝0引言大多数采用低阶多项式模型，是最普遍的近似模型。响应面法就是通过近似构造

4、一个具有明确表达形式火炮构件工作条件恶劣，载荷复杂，在生产和使用中的多项式来表达隐式功能函数，能够较真实地反应响应与不可避免地要遇到载荷、结构尺寸、材料特性等的不确定设计变量的关系。性影响，如在早期设计阶段就考虑材料、结构尺寸、载荷、响应面模型关系式的一般形式为⋯：制造缺陷等的波动变化，应用稳健设计方法合理地选择结Y=，(l，2，⋯，)+(1)构尺寸，可有效地提高结构性能的稳定性。式中，s为随机误差，一般假定其满足均值为零的正态分现以某炮尾炮闩为例，采用基于响应面模型的6o"稳布，即E(s)=0，liar[s]：。每次实验误差s认为是相健设计方法寻找炮尾圆角的最优参数。由于有限元软件互独立的，

5、并且具有相同的分布特性。，：，⋯，为设ABAQUS具有强大的二次开发功能，通过编写Python脚计变量，rt为设计变量个数为设计变量的响应。响应面本语言可以控制ABAQUS内核实现自动前处理。在基于方法常用一次、二次或三次多项式进行回归分析，本文采多学科优化软件ISIGHT的基础上，进行实验设计，以此结用二次多项式，响应面一般方程为：果建立响应面模型，应用6o-稳健优化方法对炮尾圆角进多：+∑+∑+∑~x,xj(2)行了优化。该方法不仅缩短了设计周期，而且设计结果更写成矩阵的形式为：加合理稳健，可为其他产品设计提供参考。y：(3)1基本原理系数矩阵／3可由最小二乘法求得。1．2稳健优化设计1．

6、1响应面法在传统的结构设计中，设计变量和设计参数通常被视在许多实际工程问题的优化设计中，设计响应与设计为确定性的量，实际上，产品的结构参数如几何尺寸、间隙变量之间往往不能用显式关系表达，为了得到设计响应和等和物理参数如阻尼系数、材料弹性模量等是不确定性的设计变量之间的关系而进行大量的实验或模拟必将消耗量，其名义值与制造后和使用中的实际值是有差异的，这大量的资源和时间。这时通常要采用近似模型，近似模型种差异称为变差，它将影响产品的品质，而且这种差异的即采用曲线拟合技术推导自变量与因变量之间的函数关随机性可能导致产品品质产生严重的不稳定性。当产品系用户根据试验数据了解这些变量之间的关系，并发展性能

7、的变化相对于因素状态的变化很小时，即产品性能对经验关系式进一步用于性能预测。目前常见五类近似模该因素的变化不敏感时，说明产品性能对该因素的变化具型，即响应面模型，泰勒级数，简易／详细复合模型，Kriging有稳健性。作者简介：项立银(1985一)，男，江苏南京人，硕士研究生，研究方向为现代机械设计理论与方法。·2O·http：∥ZZIfD．chinajouma1．netcnE-mail：ZZHD@