（本科）机电专业毕业设计论文：isight与多学科优化设计中的应用实例研究

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1、摘要多学科设计优化技术是近二十年来在航空航天领域兴起的一门新技术，主要研究航空航天业复杂产品的设计优化问题，其发展速度飞快，国内外都非常重视该技术的研究。本文在对多学科设计优化技术体系及其方法的应用进行研究的基础上，以 NASA 应用实例(齿轮减速箱的体积优化)进行多学科设计优化的研究工作，将多学科设计优化技术和方法引入具有典型多学科特点的非航空航天领域产品的优化设计中, 以减少了成本,缩短了设计时间，使产品可能尽快地投入生产以及有效地改善产品性能。首先，对多学科设计优化技术体系进行了系统的分析研究,了解和阅读 FIPER 和ISIGHT 方面的有关外文资料，熟悉 iSIGHT 应用背景、各部

2、分的功能、iSIGHT 的优化技术、策略等以及掌握 iSIGHT 的使用。接着,综合学科间的耦合以及设计变量的影响来推导以及建立波动模型，实现真正意义上的、可操作的质量波动模型。然后对 NASA 应用实例进行研究以及利用 iSIGHT 软件对齿轮减速箱进行多学科设计优化验证，比较数据结果以及对波动大的学科进行分析并提出减少波动的建议。最后，利用齿轮减速箱多学科设计优化的结果对数学模型进行实例验证，验证推导出的数学模型的正确性,以及对心脏起博器进行优化及结果对比。关键词 多学科设计优化；iSIGHT；NASA 应用实例；数学模型 ABSTRACTMultidisciplinary design

3、optimization is a new technology which comes from aerospace in the last twenty years.It puts its main emphases on the optimizationof complicated products design that relate to many subjects. It develops at veryhigh speed. All of the world work hard on it. This dissertation takes the NASA example(Spe

4、edReducer) to do the research work on the multidisciplinary design optimization based on the research of its technology system and application method.It takes the multidisciplinary design optimization involved in the products design of non-aerospace,in order to reduce the cost and the time,make the

5、product against time throw into produce and availably improve product function. Firstly:Do research work on multidisciplinary design optimization technology by the system,realize and read relevant foreign text date about FIPPER and Isight, be familiar with the application background and function of

6、each part of iSIGHT. Acquaint with the technique and strategy of iSIGHT etc,and master Isight. Secondly:Integrate the coupling between disciplinaries and the impact on design variable to deduce and bulid undulation model ,realize a real meaning quality motion which can be operated.Then,Do research w

7、ork on NASA Applied solid example and use iSIGHT optimize the speedreducer problem and validate the result. Compare the data result, Carry on analysis to the big-undulation academics and propose a solution to reduce the undulation。 Finally，make use of the optimization result of speedreducer example

8、to validatethe mathematical modle to make sure it is accurate and optimize the Heart Dipole problem。Keywords Multidisciplinary design optimization；iSIGHT；NASA applied examples；mathematical modle目 录摘要 .IABSTRACT .II第 1 章 绪论 .11.1 研究目的及意义 .11.2 国内外研究现状.21.2.1 多学科设计优化技术体系研究.31.2.2 面向设计的集成软件框架研究.41.3 本文

9、研究内容.5第 2 章 多学科优化设计概述与 ISIGHT 软件的介绍 .62.1 多学科优化设计概述.62.1.1 多学科设计优化的定义 .62.1.2 多学科优化技术体系 .62.1.3 多学科优化设计 .72.1.4 优化技术的分类 .122.1.5 优化策略.142.1.6 逼近方法.142.1.7 质量工程方法(Quality Engineering Methods 一 QEM).162.3 ISIGHT 软件的介绍 .202.3.1 isight 与 Fiper.202.3.2 Fiper 的简介 .212.3.3 iSIGHT 的简介 .222.4 本章小结.27第第 3 3 章

10、章 多个藕合学科多个藕合学科 MDOMDO 系统不确定性的数学建模系统不确定性的数学建模 .283.1 MDO 中不确定性模型的建立 .283.1.1 各学科具有确定数学表达式时的波动模型建立 .283.1.2 各学科不具有确定数学表达式但能建立仿真数学模型时的波动模型.313.2 NASA 实例（齿轮减速箱优化）不确定性模型的建立 .313.2.1 问题的来源及定义.313.2.2 问题的解决策略.343.2.3 问题的不确定性模型的建立及理论验证.363.3 本章小结 .39第 4 章 用 ISIGHT 软件进行问题的优化及验证理论波动模型 .404.1 用ISIGHT 软件进行问题的优化

11、 .404.2 用ISIGHT 软件进行问题理论波动模型验证 .554.3 算例二：心脏起搏器（HEART DIPOLE）.574.3.1 优化问题简介 .574.3.2 用 iSIGHT 对问题进行优化.594.4 本章小结.65结结 论论 .66致谢 .67参考文献 .68附录一 外文翻译 .70附录二 外文原文 .73第 1 章 绪论1.1 研究目的及意义随着科学技术的不断进步，工程系统越来越精密、复杂，其内部各组成部分之间的相互作用也日益明显，从这一点来看，当今的工程系统具有明显的“多学科”特点。许多工程产品、工程系统等的设计开发过程中，特别是大规模的工程系统（如飞机的设计开发）的开发