摘要:针对纯电动汽车动力总成悬置系统（powertrain mounting system， PMS）参数同时具有不确定性和相关性的复杂情形，基于整车13自由度（degree of freedom， DOF）模型开展纯电动汽车PMS稳健性优化设计研究. 首先，基于蒙特卡洛抽样和相关性变换方法提出一种概率参数相关情形下PMS固有特性响应不确定性和相关性分析的UTI-蒙特卡洛（UTI-Monte Carlo， UMC）法；然后，结合相关性变换方法和任意多项式混沌展开，推导一种高效求解PMS响应不确定性和相关性分析的UTI-任意多项式混沌展开（UTI-arbitrary polynomial chaos expansion， UAPCE）法；接着，基于UAPCE法和相关系数赋权法，提出一种考虑响应不确定性和相关性的PMS稳健性优化设计方法；最后，通过算例验证提出方法的有效性，并对比了基于传统6 DOF模型和整车13 DOF模型的分析和优化结果. 结果表明，基于整车13 DOF模型得到的计算结果能更好地反映整车环境下PMS的振动特性；以UMC方法为参考，UAPCE法在求解PMS固有特性响应的不确定性和相关性方面具有良好的计算精度和效率；提出的优化设计方法能够合理配置系统参数，提高系统稳健性.

摘要:针对某商用车更换大功率发动机以满足国六排放和四阶段油耗法规要求，需要优化冷却系统，提升散热能力. 采用格子玻尔兹曼方法（lattice Boltzmann method，LBM）建立热环境数字风洞，高精度预测整车热平衡与热保护性能，仿真与试验对标，冷却液温度预测值与试验测试值之间的误差小于1 ℃. 基于此以散热器水温和中冷器出风温度作为优化目标，分析冷凝器、中冷器、散热器和风扇侵入量之间的交互效应，并据此进行优化设计，提出一套适用于发动机冷却系统虚拟标定的仿真流程. 研究结果表明，风扇侵入量和中冷器高度对散热器散热性能影响较大.经过优化迭代后，散热器和中冷器的进气量分别提升了5.01%和7.87%，冷却模块的表面温度分布更加均匀， 显著改善了发动机舱散热效率.

摘要:为探究工艺参数对7003铝合金型材在线气雾淬火的影响，建立7003挤压铝合金型材在线气雾淬火仿真模型，研究7003挤压铝合金型材在线气雾淬火过程中温度场与应力场的变化，并通过淬火实验验证了型材在线气雾淬火仿真模型的可靠性. 采用响应面优化法探究型材运行速度、纵向喷嘴间距以及周向气雾冷却喷嘴气水比对型材在线气雾淬火时间以及淬火过程中最大等效应力的影响规律，得到该型材在线气雾淬火最优的生产工艺参数. 研究结果表明，该型材的最佳工艺参数分别为：型材运行速度30 mm/s，纵向喷嘴间距155 mm，气水比1.32.与优化前相比，型材在线气雾淬火时间减少了33.1%，淬火过程中的最大等效应力减小了21.2%，最大残余应力减小了62.9%，型材在线气雾淬火的效率及淬火质量显著提高.

摘要:针对空间杆系结构作动器的位置优化问题，本文基于线性二次型最优控制理论（LQR），建立了空间杆系结构振动的主动控制系统，提出了目标控制模态的模态阻尼最大化的作动器位置优化准则. 采用四角锥网架结构和Levy型索穹顶结构来验证本文方法的有效性，并在控制效果和控制能量输入两方面与常用的模态控制力方法进行了对比分析. 结果表明：随着作动器数量的增加，本文方法的控制效果和控制能量输入比模态控制力方法提升更快；在作动器数量相同或控制能量输入相同时，本文方法对外界激励的控制效果优于模态控制力方法.

摘要:为了减小鞭打试验伤害评估中普遍较高的颈部损伤指标（Neck Injury Criterion， NIC）和上颈部伸张弯矩，基于某汽车座椅的LS-DYNA有限元模型和物理试验结果，首先对其基本结构和后碰撞下的运动响应进行分析，使用多体动力学分析软件（Mathematical Dynamic Model， MADYMO）建立座椅鞭打试验的多体动力学模型. 然后，通过伤害机理分析和对座椅主要设计参数的灵敏度分析，确定座椅结构中的主要几何结构参数，并据此建立数值模型. 最后，利用多目标优化算法，获得相应的座椅抗鞭打性能优化方案. 结果表明，通过调整座椅骨架横梁及头枕位置，提高乘员头部和下颈部运动一致性，使NIC降低58.5%，上颈部伸张弯矩满足最高性能限值.

摘要:大型化工管道受管内流体流动、边界约束、振源激励等复杂因素影响，服役期间往往会发生振动，其振动频率相较于土木结构较高，且可能存在多个主要频率成分. 若采用单一频率的调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，TMD），难以达到理想的控制效果，而采用多重调谐质量阻尼器（Multiple Tuned Mass Damper，MTMD）时，受现场条件限制，又存在无法确定最优安装位置等问题.本文开展了基于MTMD的管道倍频响应减振研究. 首先，开展了某化工企业丙烷脱氢装置的大型管道现场实测研究，发现管道振动频率存在明显的倍数关系，即倍频现象.其次，建立局部管道有限元模型，分析管道动力特性，提出了基于数值搜索法的MTMD参数设计方法.最后，考虑化工管道现场安装条件的限制，研究了MTMD安装位置对管道减振效果的影响. 数值研究结果表明，安装MTMD可有效减小管道振动响应.

摘要:结构形状的优化设计本质上是一类泛函极值求解问题. 在求解高维度泛函极值问题时，传统的变分法往往面临着求解目标函数类型有限、求解过程呈现振荡行为等问题. 利用深度学习模型的高维非线性映射能力，建立了一种基于物理驱动深度学习的泛函极值求解模型. 首先将描述结构形状优化问题的物理信息（控制方程、初始条件和边界条件等）作为正则化项嵌入深度学习模型中，基于性能目标构建损失函数；采用随机梯度下降法完成深度学习模型的训练，进而实现泛函极值的求解和结构形状的优化设计；通过分析最优曲面和最优拱轴线问题验证模型的有效性，并与遗传算法进行对比，结果表明该模型在小样本的目标任务上具有较高的预测精度和效率. 作为一种非参数模型化技术，物理驱动深度学习模型对解决数据采集成本高、难度大的工程问题具有重要意义.

摘要:通过改变黏结法磁性磨料的制备工艺参数来设计正交试验，制备不同系列规格的磁性磨料，并对其进行形貌和成分检测.以3D打印AlSi10Mg板为加工对象，通过平面磁力研磨试验，揭示磁性磨料制备工艺参数对磁力研磨质量的影响规律.基于回归分析，建立参数与响应之间的回归模型，通过遗传算法实现参数优化. 结果表明，在SiC粒径为18~25 μm，Fe与SiC的质量比为4.7，环氧树脂与聚酰胺的质量比为2，固化温度为100 ℃的条件下，材料去除率为1.7 mg/min，表面粗糙度由原始的3.90 μm降低至0.27 μm，降低率为93.1%.

摘要:为了改善机枪的射击稳定性从而提高射击精度，设计一款应用于12.7 mm重型机枪的单出杆式黏弹性胶泥缓冲器，用变刚度Kelvin模型对其进行数学建模. 用正交试验法对黏弹性胶泥缓冲器的刚度、阻尼系数和预压力进行优化匹配分析，获得胶泥缓冲器与高射机枪动力学匹配最好的一组性能优化参数. 优化匹配的黏弹性胶泥缓冲器与弹簧缓冲器动力学性能仿真比较结果表明，使用胶泥缓冲器的12.7 mm重型机枪后坐力更小，后坐速度变化更平稳，枪口波动更小.

摘要:依据FFT→优化窗→IFFT思路，突破线性时频变换的窗函数积分性能桎梏，实现高性能优化窗函数的线性时频变换应用，建立新型时频变换算法——K-S变换.对信号x（t）的FFT频谱向量进行频移处理后，与该频移点下Kaiser优化窗的频谱向量进行Hadamard乘积，再将乘积结果进行FFT逆变换（IFFT），构造出K-S变换复时频矩阵，由此获得x（t）的时间-频率-幅值、时间-频率-相位三维信息；给出逆变换的数学推导与局部性质、线性性质和变分辨率特性；0~150 kHz电网的稳态与时变超谐波信号仿真实验表明，K-S变换的时域、频域分辨能力均优于流行的短时傅里叶变换、S变换，具有优良的变分辨率性能；0~40 kHz超谐波信号的实测证明，基于K-S变换的超谐波电压幅值测量绝对误差均小于0.032 3 V.