工程机械多学科稳健设计优化.pdfVIP

( ) 第 29 卷 第 3 期 湘潭师范学院学报 自然科学版 Vol . 29 No . 3 　　　　　　　 ( ) 　　　 　　　 2007 年 9 月 J ournal of Xiangtan Normal Univer sity Natural Science Edition Sep . 2007 ① 工程机械多学科稳健设计优化 岳文辉 (湖南科技大学 机械设备健康维护省重点实验室 ,湖南 湘潭 411201) 摘 　要 :介绍了多学科设计优化 、不确定性分析和稳健设计的基本概念和方法 。针对工程机械的特点 ,探讨了一种在 多学科设计优化设计框架内进行不确定性分析与稳健设计的新的设计理论和方法 :多学科稳健设计优化 。它既充分考虑 ( ) 了工程机械系统中各个学科 子系统 之间相互作用所产生的协同效应 ,使设计能获得系统的整体最优解 , 同时也考虑了不 确定性因素对工程机械质量稳健性的影响 ,并采用并行设计 ,有助于提高工程机械的质量及其稳健性和可靠性 、缩短产品 进入市场周期 、降低产品成本 。最后 ,讨论了多学科稳健设计优化的主要研究内容 。 关键词 :多学科设计优化 ;不确定性分析 ;稳健设计 ;多学科稳健设计优化 ( ) 中图分类号 :TH122 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :1671 - 0231 2007 03 - 0103 - 04 随着我国国民经济与社会的持续发展 ,交通运输 、基础设施建设 、资源开发利用的加速 ,需要大量的路 桥机械 、建筑机械 、矿山机械等工程机械 。特别是近年来由于高速公路的迅速发展和不断延伸 ,工程机械 的广泛使用对减轻繁重的体力劳动 、保证工程施工质量 、加快施工速度 、提高劳动生产率 、降低事故发生率 和确保施工安全起着重要作用 。因此 ,工程机械制造已经成为机械工业中最为活跃的部分 , 已发展成为我 省经济发展的支柱产业之一 。然而 , 由于产品在性能、可靠性等方面的差距 ,工程机械产业正面临着国内 外相关行业的竞争和压力 。并且 ,这种压力和竞争将随着我国经济的进一步发展和劳动力成本优势的逐 渐丧失 ,会变得更加突出。 产品的设计开发在生产中所占成本只有 6 % ,但对产品总成本的影响却占了70 % 。产品的设计决定 了产品的内在质量 ,并且传递 、影响到产品制造 、使用 、维护等后续过程 ,是产品质量的源头 。因此 ,产品质 ( ) 量与其说是制造出来的 ,不如说是设计出来的。常规的工程机械设计方法是在各个学科 子系统 内和各 个设计阶段分别进行优化设计 ,很少甚至没有考虑各个学科间的相互影响和相互耦合 ;其设计模式是设计 过程按序列展开 ,是一种串行设计模式 ;没有考虑到不确定性因素如制造工艺 、材料性能、几何尺寸 、工作 载荷与环境等对现代工程机械系统整体性能指标的影响 。这些因素不可避免地会直接导致工程机械的性 能不稳定 ,也会影响工程机械产品的质量和设计成本 。所以,发展新的设计理论和方法对提高工程机械产 品的技术经济效益 ,提升工程机械产品和生产企业的竞争力 ,促进我省科技 、经济与社会的发展有着重要 的现实意义 。 1 　多学科设计优化 ( )