基于智能响应面法的机械可靠性优化设计研究

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1、工程硕士学位论文基于智能响应面法的机械可靠性优化设计研究宋鲁凯哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TB114.3工程硕士学位论文基于智能响应面法的机械可靠性优化设计研究硕士研究生：宋鲁凯导师：张春宜申请学位级别：工程硕士学科、专业：机械工程所在单位：机械动力工程学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TB114.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonStructuralReliabilityD

2、esignOptimizationBasedonIntelligentResponseSurfaceMethodCandidate：SongLukaiSupervisor：ZhangChunyiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕

3、±学位论文原创性声明－本人郑重声明：此处所提交的硕．．Ｌ学化论义《基Ｊ智能响应面法的机械可蒂性优化设计研巧》，是木人化导师指导下，在哈尔滨巧工大学攻巧硕十。爭朽期间独立进行硏究工作所取得的成果据本人所知，论文中除。注明部分外不包含他人Ｌｉ发裝或撰写过的硏究成采。对木文硏究工作做出巧献的个人和集体，均化文中明确方式注巧。本声明的法律结果将山本人承担。作者签名：円期：如乂年＾月站曰哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《摧于智能响应面法的机械可靠性优化设计研巧》系本人化哈尔狼：理工人学

4、攻读硕十学位朋问在导帅指导下完成的硕±学位论文。本论义的研究成巧哈尔狼班工大学所有－，本论文的硏究内容不得其它中位的名义发表。木人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论义的规定，同意学校化留并向巧义部口提交论文和电子版木，允许论文被堂阅和借阅。本人授权哈尔棋理工大学可ｌｉ、ｎＬｌ采用影印缩印或其他复制手段保存论文，Ｊ：Ｊｌ公布论义的伞。：部或部分内容本学位论义属十促密□，化年解密后适用授权书。不保密囚请巧Ｗ上相应方框内Ｗ＼（）作宵签名：東率仇口期：如年苗月目則巾签

5、名：看嗦。期：部八年多。之如＿傍若、哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基于智能响应面法的机械可靠性优化设计研究摘要为了提高可靠性分析及优化设计的精度和效率，本文在深入研究复杂机械运行中的动力学特性及其极限状态函数的高度非线性特点的基础上，将神经网络算法、粒子群算法等智能算法的高度非线性映射能力与响应面法的简化计算能力结合起来，提出了机械可靠性分析的智能响应面法。该方法首先利用神经网络理论与粒子群算法建立极值或多重响应面模型；然后利用蒙特卡洛法对该响应面模型进行联动抽样，完成机械可靠度的计算。在可靠性分析的基础上，将

6、粒子群算法与智能响应面法相结合，提出机械可靠性优化设计的粒子群-智能响应面法。该方法首先计算各随机变量的灵敏度，然后以高灵敏度的随机变量为设计变量，可靠度及其他约束为约束条件，建立可靠性优化设计数学模型。最后利用智能响应面法计算机械可靠度，粒子群算法求解可靠性优化数学模型，完成机械可靠性优化设计。并进行了工程实例的仿真计算：针对柔性机械臂运动的时变特性，利用考虑时间变化的智能极值响应面方法完成动态可靠性分析。在可靠性分析的基础上，利用智能极值响应面计算柔性机械臂的可靠度，粒子群算法搜寻最优尺寸以减小截面面积，在满足机

7、械系统可靠度的同时，减少了使用材料，提高经济效益。针对航空发动机叶盘结构工作环境的多场耦合等特性，利用能够输出多个响应量的智能多重响应面法完成多失效模式结构可靠性分析。在可靠性分析的基础上，利用多重响应面法计算各失效模式下的可靠度，多目标粒子群算法搜寻最优设计点集以减小叶盘最大径向变形及最大应力，在满足结构可靠度的同时，降低了叶盘所受载荷的大小，提高了结构的安全性能。关键词神经网络；粒子群算法；智能响应面；可靠性分析；可靠性优化-I-哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ResearchonMechanicalReliabi

8、lityDesignOptimizationBasedonIntelligentResponseSurfaceMethodAbstractInordertoimprovetheaccuracyandefficiencyofreliabilityanalysisandoptimizationdesign,thedynamiccharacteris