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基于随机模拟试验的稳健优化设计方法研究

刘佳  
【摘要】: 全球经济的发展及市场竞争的白热化,使产品质量成为商家赢得用户的一个至关重要的因素。如何有效的提高产品质量,特别是从设计阶段提高产品的先天质量品质,已成为众多专家学者关注的课题。在此背景下,一种面向产品质量、提高产品性能稳健性的新设计方法——稳健设计应运而生。 现代稳健设计是以工程模型为基础,与计算技术、优化技术相结合的设计方法。本文把最优化设计方法和稳健设计思想有机地结合,提出一种基于随机模拟试验的稳健优化设计方法。通过分析实现设计产品稳健性的途径,建立了稳健优化设计目标函数;通过变差传递,控制设计参数的变差对设计函数的影响,保证设计解的稳健性;分析稳健优化设计质量特性的随机性,运用概率论与数理统计理论方法,利用随机模拟试验法对产品质量的统计特性进行计算和处理。 为了证明随机模拟试验的稳健优化设计方法的正确性、可靠性和实用性,本文以某二级圆柱齿轮减速器为设计实例,针对齿轮传动的设计特点,运用随机约束方向法对稳健优化设计数学模型进行求解,并将一般优化设计结果与稳健优化设计结果进行比较、分析,结果表明稳健优化设计得出的齿轮传动系统抗干扰能力强,质量稳定性好、可靠性高。


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