附件C：譯文



基于有限元分析和進(jìn)化算法的摩托車車架優(yōu)化設(shè)計(jì)



中文翻譯7200字

英文pdf格式





Jorge E. Rodríguez

Andrés L. Medaglia

Juan P. Casas



Industrial Engineering Department

Mechanical Engineering Department

Universidad de los Andes

Bogotá,COLOMBIA



摘要

摩托車管狀車架的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工程學(xué)問題，其部分原因是兩個(gè)主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)即減小車架的質(zhì)量和降低最大的組織應(yīng)力之間的沖突。在目前不同類型的決策參數(shù)下，離散的參數(shù)（如在市場上可見到的標(biāo)準(zhǔn)直徑管）和連續(xù)的參數(shù)（如角度和內(nèi)圓角）問題會(huì)變得更加復(fù)雜。本文提出了一種車架設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，該方法基于進(jìn)化算法和對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的有限元分析法。進(jìn)化算法很好的處理了前面提及的兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)之間的關(guān)系以及設(shè)計(jì)中的混合決定參數(shù)的問題。結(jié)構(gòu)仿真軟件和進(jìn)化算法之間的一個(gè)交流程序發(fā)展成使該混合工藝自動(dòng)化的程序。該方法獲得的車架與之前用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法得到的結(jié)果相比，在車架的性能研究方面表現(xiàn)出了重大的進(jìn)展。



1引言

有限元分析（FEA）軟件是一個(gè)功能強(qiáng)大的模擬仿真工具，用以解決各種各樣現(xiàn)實(shí)世界的力學(xué)分析問題。遺憾的是，一些包括優(yōu)化模塊的商業(yè)有限元程序不能處理多重標(biāo)準(zhǔn)，并且把設(shè)計(jì)參數(shù)控制在一個(gè)實(shí)域內(nèi)。

進(jìn)化算法（Michalewicz，1996年）是一種基于自然選擇原理的群體搜索技術(shù)，被用來解決復(fù)雜的優(yōu)化問題。目前，一些研究人員已經(jīng)將有限元分析和單目標(biāo)進(jìn)化算法相結(jié)合，以解決不同的工程設(shè)計(jì)問題。Abe等人（2004年）曾使用這一程序，以改善輪輞的結(jié)構(gòu)。Giger（2004年）使用相似的技術(shù)設(shè)計(jì)了GP1比賽專用摩托車的輪輞。

這是個(gè)不斷發(fā)展的項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目的主要目的是開發(fā)設(shè)計(jì)低成本的摩托車。此項(xiàng)目提出了一種基于ANSYS軟件和多目標(biāo)進(jìn)化算法（MOEA）結(jié)合的方法，其重點(diǎn)放在摩托車車架的設(shè)計(jì)上。該算法基于參數(shù)選擇的Apriori算法之上，它平衡了摩托車車架設(shè)計(jì)中車架質(zhì)量和摩托車制動(dòng)時(shí)最大的組織應(yīng)力之間的關(guān)系。該方法執(zhí)行了一個(gè)混合的字符串結(jié)構(gòu)，它考慮到了現(xiàn)實(shí)和整的設(shè)計(jì)參數(shù)，單點(diǎn)交換操作和趨于正太分布的變異操作。有限元分析程序和多目標(biāo)進(jìn)化算法之間的交流程序已經(jīng)發(fā)展為使設(shè)計(jì)工程自動(dòng)化的程序。這種方法理論可以容易的應(yīng)用到許多其他多目標(biāo)工程設(shè)計(jì)問題的分析。圖1簡要的闡明了這一過程。