自适应遗传算法用于机械零件的可靠性设计

自适应遗传算法用于机械零件的可靠性设计

房立清,徐章遂,米东,莫剑东  军械工程学院兵器工程系,河北石家庄
摘要:目的探索机械零件可靠性优化设计的一种新方法方法在造价,体积,强度和重量等约束条件下,机械零件的可靠性优化设计问题是一个具有多局部极值,非线性及具有整数和实数变量的混合优化问题)本文以发动机气门弹簧为例,应用遗传算法建立了机械零件可靠性优化设计的一种新方法)结果应用自适应遗传算法建立的新方法比常规优化方法更适合于并行处理优化计算,结论将自适应遗传算法用于机械零件的可靠性设
计效果是明显的)
关键词:遗传算法,可靠性设计,发动机,机械设计

0 引言
在机械零件的可靠性优化设计中,由于常规优化方法忽略了各设计参数的离散性,仅仅从设计的角度把各个设计参数看成是单值的,没有考虑零件在加工装配中的尺寸误差,材料力学性能和载荷的离散性等影响)这种设计只是在假定条件下的最优方案,而在实际应用中由于各参数的离散性,可能成为非最优方案,甚至是不可行的设计方案.为此本文探讨了一种基于模式理论的自适应遗传算法+NQN,的可靠性优化技术)NQN作为一种启发式的全局搜索算法,是采用比例复制和自适应交叉与变异操作的基因遗传算法,面向的是具有多局部极值的含有噪音的大空间搜索问题,并按个体的适应度大小重复进行选择和遗传操作来实现个体结构的优化重组,并最终达到或接近全局最优解,因而具有通用性,鲁棒性及隐并行计算等优点,极适用于机器自学习,函数优化,神经元网络及最优控制等领域)因此,用NQN来解决发动机气门弹簧的可靠性优化设计问题,既考虑设计参数的离散性,又能在设计中预测该零件的可靠度,大大提高了设计效果)

1 优化数学模型
2 基于自适应遗传算法的可靠性优化设计

3 结果与分析

4结论
基因遗传算法已在神经元网络,机器学习及其他优化领域得到了广泛应用.因此本文尝试将之应用于机械零件的可靠性设计中,并以发动机气门弹簧为例进行了基于的可靠性优化设计,实验证明,将基因遗传算法用于机械零件的可靠性设计中效果是明显的.