摘 要：為了對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化進(jìn)行分析，在此過(guò)程中需要考慮到的因素不僅包含穩(wěn)健性，離散型和公差約束也是重要的永祥要素之一。本文將通過(guò)數(shù)學(xué)建模的分析及對(duì)其特點(diǎn)的研究達(dá)成設(shè)計(jì)框架及流程的導(dǎo)出，并以實(shí)例研究的方式對(duì)其進(jìn)行證明。

關(guān)鍵詞：區(qū)間分析；機(jī)械結(jié)構(gòu)；穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）36-0046-01

1 機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)意義及過(guò)程

1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)意義

在對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，大量的因素會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，其中材料的特性、尺寸、負(fù)載值都是影響因素。與其相對(duì)的材料質(zhì)量特性也有兩類的影響因素構(gòu)成，可以劃分為可控因素與不可控因素?？煽匾蛩刂傅氖遣牧系目陀^參數(shù)例如種類、尺寸等，而不可控因素則是人為對(duì)其進(jìn)行控制存在困難的因素，即使能夠控制也會(huì)存在一定的困難或花費(fèi)大量的成本[1]。

1.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程

機(jī)械就夠穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)可以分為三項(xiàng)，首先通過(guò)連續(xù)型設(shè)計(jì)變量來(lái)達(dá)成對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化的目的。其次對(duì)尺寸進(jìn)行優(yōu)化，次步驟需在連續(xù)型設(shè)計(jì)變量之后完成將設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行圓整后在使用尺寸系列會(huì)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算。其中需要獲取的數(shù)值包括最近值、最近最大值、最近最小值[2]。

2 基于區(qū)間分析的機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型

2.1 函數(shù)穩(wěn)健性

3 基于區(qū)間分析的機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)求解

通過(guò)上文當(dāng)中的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析，能夠?qū)⑵渲械牟淮_定因素轉(zhuǎn)化為確定性問(wèn)題，通過(guò)這樣的形式優(yōu)化后的模型出現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)且非線性的情況。在這當(dāng)中可以通過(guò)使用罰函數(shù)來(lái)進(jìn)行無(wú)約束優(yōu)化的手段將其結(jié)構(gòu)變得更加簡(jiǎn)單，且能夠?qū)⑵淝蠼饴实玫教岣摺?/p>

3.2 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)框架

在其設(shè)計(jì)框架方面，其顧客根據(jù)上文當(dāng)中數(shù)學(xué)模型進(jìn)行導(dǎo)出，發(fā)現(xiàn)其框架可分為兩種不同的形式，正如前文提到的連續(xù)型穩(wěn)健優(yōu)化和離散型穩(wěn)健優(yōu)化，其兩種不同的形式也可被視為兩個(gè)不同的階段。其具體流程見(jiàn)圖1。

由圖1信息及上文數(shù)字模型可以推出在連續(xù)型實(shí)際變量?jī)?yōu)化中當(dāng)遺傳操作能夠產(chǎn)生下一種群是則向上返回至加權(quán)法對(duì)單雙目標(biāo)的優(yōu)化過(guò)程中這一過(guò)程至達(dá)到最大迭代次數(shù)后終止，以此達(dá)成設(shè)計(jì)變量的化解，否則向上返回值隨機(jī)抽取過(guò)程。

4 實(shí)例驗(yàn)證

本文列舉實(shí)例為在機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)當(dāng)中最為常見(jiàn)的懸臂梁，優(yōu)化懸臂梁需要滿足其強(qiáng)度與剛想，還要在此程度上將其造價(jià)控制在最低，體積控制在最小情況。其具體優(yōu)化情況見(jiàn)表1。

由此可知本文當(dāng)中提出的方法在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中有著較好的結(jié)果，但由于其有著較高的約束性，因此為了在最大程度上提高穩(wěn)健性則需對(duì)部分的目標(biāo)函數(shù)作出犧牲。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)本文的論述，對(duì)積雪結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)其公差等方面因素進(jìn)行考量，構(gòu)建了隔離的體系及框架，希望為機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)作出一定貢獻(xiàn)，提高工程適用程度。

參考文獻(xiàn)

[1]陳 靜，吳振揚(yáng)，王文博，閆 昊.基于區(qū)間分析的機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2017（02）：41～44+49.

[2]李永華.穩(wěn)健可靠性理論及優(yōu)化方法研究[D].大連理工大學(xué)，2006.

收稿日期：2018-11-11

作者簡(jiǎn)介：張禎晨（1997-），甘肅鎮(zhèn)原人，本科，研究方向?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)。