[机械模具数控自动化专业毕业设计外文文献及翻译]【期刊】区间参数系统的机械优化设计-中文翻译

南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系： 机械工程系 专 业： 机械工程与自 动 化 姓 名： 吴迪 学 号： 060104266 外文出处： Journal of Mechanical Design 附 件： 1.外文 资 料翻 译译 文 ； 2.外文原文 。 指导教师评语： 签名： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 附件 1： 外文 资 料翻 译译 文 区间参数系统的机械优化设计 目前，许多工程系统的不准确性与不确定性可以用概率，模糊或区间的方法来建模。这项工作提出了不确定机械系统的优化设计可以用区间分析法来预测系统反应，把每个不确定参数定义为值的范围。结果发现反应参数区间范围呈数量和增加，但系统响应相当准确。此过程被发现既简单经济又相当准确。制动器的优化设计被认为是说明计算问题的方法。在这项工作中所概述的程序十分笼统，用于任何不确定的机械系统设计时，可能要分散功能或是优先考虑不确定未知参数。 1 引言 现实世界中的决策往往是发生在一定的标准或是限制的情形下，结果往往不知道。主要原因是，许多实际的系统过于复杂，很难通过精确的模型和准确的条件来形容。目前从一个系统到另一个变化水平和程度很不准确。按不同型号需要制定不准确类型。举个例子，像机器人手臂的长度可以有不同种说法，如：“0.501 到 0.503 米”或约“ 0.502 米” ，标准差的平均值为 0.0003 米并遵循正态分布 。当一个系统参数被描述为已知统计随机变量例如均值和标准差时，概率和可靠性的方法就可用于系统分析和设计。 通过使用几何，载荷和材料特性相关的不确定性的概率模型，多项调查显示对机械系统结构的可靠性分析和优化设计，一般正态分布假定为不确定的参数的概率描述。以可靠性为基础的优化设计要求所有工程确定性定量评估。 当以往的数据可行，贝叶斯统计决策理论就可适用于专业信息和过去的数据来实现 9,10 设计。在基于可靠性优化设计的贝叶斯方法中，统计参数的先验信息假定是已知的。当确切的消息未知时，吨或卡方分布用来树立信心水平。然而在区间参数的优化设计中，只有已知或预期的参数范围的要求没有必要建立信心水平。 当该系统的参数被描述使用为语言并且模棱两可如“差不多，近，几乎，大幅增加的”时模糊理论可以使用。如果系统参数被表示为简单的范围，区间分析法就可用于该系统分析。这项工作介绍了不确定机械系统的优化设计，其中不确定参数描述为区间。有些情况下一个不确定参数可以模拟为一个区间字符。说明如下： 1。当一台机器的一部分是要制作的尺寸 X，它往往是指定使用 方便制造。在这种情况下，零件的实际尺寸是被视为区间 . ),(xx2。在许多工程应用中，例如风荷载和雪在高压力容器（规划）代理被称为更改在一定范围内小一至小二。如果有足够的数据这些外部行动提供，也可以使用建模极值分布。当确切概率分布负载 P 不知道时，基于观测值的范围，它可以作为一个区间数处理为（ P1， P2） 。 3。在设计阶段，设计人员经常进行敏感性研究通过改变一个或多个参数对指定范围 s 并发现其影响系统反应。在这种情况下，一个独立区间可看作为， f 可看作为 ， (,)xx1其中 记为 f 在 X 上所引起的变化为 。 4。关于泰勒级数的逼近可用于许多工程分析和设计的问题。例如，如果 f（ x）是 使用条件，近似到 k为那里的 f值及其衍生物是已知的参考点发 f在错误（ x）下给出因此，实际的 f（ x）值在于区间 ( f (x)-e, f (x)+e). 5。大多数工程系统的性能在各阶段特点不同，由于老化、磨损、腐蚀和经营条件的变化。任何可用数据可以用来确定特点变化的范围如材料特性。系统的分析设计应考虑到区间参数是否偏离其最初值。当不准确的设计参数表示为间隔数字，设计公式可以转换的形式和间隔表达式。所需的计算是可以利用区间算法的规则进行。当优化技术被用于与区间分析结合起来，确定的计算问题需要解决。随着使用的理论，区间算术运算的宽度（间隔） ，宽度与数量增加和 /或范围区间参数等反应参数已被观察到比真实更广泛。若要限制了不必要的时间间隔增长，响应参数近似的技术，称为截断方法，已被使用。这种方法限制了相对反应的数量变化，幅度就相对顺序范围的输入参数的变化刹车的优化设计被认为是有成效的并应用于本方法的计算方面。这项工作是代表提出的第一个尝试之一，一个用于机械系统设计优化策略涉及区间参数。这是应当指出，非线性规划程序不能直接用于解决当前的问题。该程序进行修改，以克服固有的区间数带来的困难。不仅反应参数的区间增长与输入范围参数和数学运算的数字有关，但还响应参数的范围取决于命令或顺序的各区间输入变量使用在计算。为了克服这个困难，如有必要，范围从区间运算得到的响应参数得检查和纠正，给予那些在某一阶段的优化组合的方法，尤其梯度计算。 2 文学概论摘要 现今竞争力的制造业，需要设计师追求更精确更经济的有效途径来设计产品。经济生产需要应用优化设计。然而，优化的结果将是有用的只有准确的反应数量预测在分析过程中的优化使用。由于设计与大多数的工程系统相关参数的确定和不精确的，不同的分析模型已经开发，预测不确定系统的不同类型的反应。例如，模糊集理论开始于 1965 年已用于今年来的机械系统的分析设计。 1987 年，开发了一个模糊集方法的不确定机械系统介绍并举例说明了为四杆的优化设计及其应用机制。 1995 年，劳尔和索耶提出了模糊为静态分析有限元法未予确切界定结构和机械系统。振动分析的不确定性进行系统的使用模糊有限元由李和罗在 1997年提出。除了基于模糊理论的方法，概率方法也同样适用于分析和设计工程系统的不确定。例如在 1987 年，罗和贝克提出了随机有限元方法来执行不确定的特征值分析复合板。那个模糊有限元法提出申请区间方法的模糊系统的分析，区间分析算法成立于 1966 年并用于求解方程组的目的。 1997 年，罗和拜尔凯应用区间算术结构分析，比较准确获得与组合法，直接法和区间区间截断方法。目前，除概率和模糊的方法，间隔方法是一种替代方法，可以用来分析在工程设计领域存在的不准确问题。 3 区间分析 间隔参数代表的不确定性范围设计参数。对于每个参数不准确，有两种编号，代表的下限和上限参数的范围。如果系统是线性的，准确的反应可以计算使用组合的方法。 其中 x0 是出发设计载体，被选为 $ 0.123,0.001,0.032,0.001,24.0,1.0,126.0,1.0吨数值结果。在优化问题解决了几起案件的区间分析研究的特点基于优化。在第 3 宗个案，成本因素并不是考虑 ;因此，目标对应的最大化的扭矩。 案例 1。设计无区间分析： 所有的设计参数都被视为清晰数字无不确定性，区间分析和未使用的计算。最初的和最佳的设计载列于表 1 和 2 分别。请注意，公差不在考虑设计载体和铰链销右边的鞋子反应具有约束力的约束。 案例 2。设计与设计变量，区间分析只被视为区间数。在这里，设计变量被假定为区间数与设计数据为预先指定的参数，被视为脆号码。在计算，爽口的数字被定义为作为上下界相同的值区间数。初次和优化设计列载于表 3 和 4 分别。虽然与公差相关的成本没有考虑，公差影响的反应范围参数。自从上的铰链销反应约束值右边的鞋子，已成为活跃在最佳点，公差与此相适应的设计也在表 4 所示。 可以看出，在设计变量 u F 容忍实现它的下界。 案例 3。与所有的设计参数的区间分析被视为区间数。在这种情况下，解决了问题，来对待所有的预先指定参数区间数和设计变量。那个初次和优化设计列载于表 5 和 6 分别。可以观察到的反应参数的范围有增加，因为在数量增加输入间隔数量。在最佳解决方案，上部绑定值的动力量和反应的铰链销正确的鞋已成为活跃的限制。最高平均扭矩减少的情况相比，因为增加了 2 在目前的不确定性问题。 案例 4。设计变量只能被视为区间数由包括成本因素。 这个问题类似于例 2 但该目标现由扭矩和与加权成本因子 C。美国这意味着，无论是目标是在考虑优化开始同样重要。所有的设计变量被视为和区间数的预先指定的参数设计数据为清晰数字。爽口的数字表示为相同的较低区间数与上界值。在最初设计，成本（六 2（ X0） ）是等于 2002.0 和综合目标函数值， F（ x） ，是接近于零。在获得的优化设计表 7 所示。可以看出，平均扭矩下降 从 528.649165 到 498.059515，而制造成本降低从 2002.0 到 668.681816 通过优化综合目标函数 f（ x） 。上界值铰链销右侧鞋反应和更低的约束 u 的 F 容忍正处于最佳点的积极因素。所有其他公差可以观察到在这较大的值案件相比，案件 2 人。 案例 5。一些输入参数也被视为区间数由包括成本因素。在这种情况下，制动鼓内径，最大压力被假定为除了区间数设计变量。最初的设计对应于一个始动力量1849.526791， 2607.466911，铰链销反应左鞋的 582.049806， 1282.623156，铰链销的反应右边 4451.333138， 5750.337693 和扭矩 473.991783， 585.652304。平均扭矩和制造业成本载于最小化进程中的平等的重要性。优化结果列于表 8。可以看出该上界值的铰链销反应的权利鞋和较低的 U 上容忍一定值 F 活跃在最佳点。平均扭矩下降至 529.822044 以 499.352720 和制造成本降低从 2002.0 到 659.782787在优化过程中。 案例 6。情况相同，只是扭矩被认为是 20 5 时代更为重要的制造成本。在这里，平均扭矩被赋予的权重，在 20 个综合目标函数（六）在优化开始。结果优化见表9。上界值铰链的针右侧鞋反应和更低的约束 u 的 F 容忍达到了限制在最佳值解决方案。平均扭矩的增加 529.822044 540.699988 和成本降低的形式 2002.0 至1649.547687 到期以优化。复合目标函数减少至为 238038.056042 初始值239212.586428 在最后设计。 案例 7。 5 相同的情况下，只是在生产成本审议了 20 倍以上的扭矩重要。在这种情况下，综合目标函数构造给予 20 权重的制造成本在起跑点优化。优化结果列于表 10。可以看出，平均扭矩和制造成本减少到 498.266515 和 529.822044 659.425622 和 2002.0 分别。复合目标函数（六）值从 38038.056042 减少到11305.746245。无论是上层销铰链上的必然反应，右鞋的价值变得活跃在最佳点。 F 2 的最佳值可视为相同的情况下获得价值 5 其中 f 1 和 f 2 给出同样重要的优化开始。 8 结论 该区间的机械系统优化分析。设计参数和响应该系统的