[發明專利]一種基于兩次試驗設計的彈條幾何參數優化方法

在審

• 申請號: 201710117577.4
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106709218A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 胡連軍;楊吉忠;李忠繼;林紅松;蔡文鋒;馮讀貝;徐浩;代豐
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙)51215
• 代理人: 王建國

1.一種基于兩次試驗設計的彈條幾何參數優化方法，包括如下步驟：

(1)確定影響彈條結構的幾何參數，選擇出全部或部分參數作為試驗因子，各因子記為X＝[x₁,x₂,…,x_m]，其中m為試驗因子的個數，并確定各試驗因子的最小值與最大值，并設定優化設計目標；

(2)根據所述的幾何參數因子及優化設計目標，并根據確定性篩選試驗設計原理構造初始試驗設計表；

(3)根據初始試驗設計表進行試驗不同幾何參數的彈條力學性能，篩選出各幾何參數因子中影響優化設計目標最顯著的幾何參數；

(4)根據篩選出的幾何參數因子及優化目標，并根據響應曲面試驗設計構造二次試驗設計表；

(5)根據所述二次試驗設計表進行試驗，根據影響顯著的幾何參數與優化設計目標，擬合彈條性能的回歸函數；

(6)調整幾何參數因子的取值，完成參數優化。

2.如權利要求1所述的一種基于兩次試驗設計的彈條幾何參數優化方法，其特征是：步驟(1)中所述的試驗因子水平優選二水平。

3.如權利要求1所述的一種基于兩次試驗設計的彈條幾何參數優化方法，其特征是：步驟(1)中所述優化設計目標可以為1個或者多個，記為Y＝[Y₁,Y₂,Y₃…,Y_n]，優選扣壓力P、最大應力σ_max及優化指標W，其中，優化指標W為彈條組裝后，相同應力水平下，單位質量所儲存的能量，其計算式為：

W＝PT/(mσ_max)

式中，P為扣壓力，T為彈程，m為彈條質量，σ_max為彈條組裝后最大應力。

4.如權利要求1所述的一種基于兩次試驗設計的彈條幾何參數優化方法，其特征是：步驟(3)、步驟(5)中所述的試驗，優選有限元仿真計算，得出相對應的優化設計目標Y。

5.如權利要求1所述的一種基于兩次試驗設計的彈條幾何參數優化方法，其特征是：步驟(3)中所述的篩選過程是對試驗設計中的X與Y 進行數理統計分析，優選逐步回歸分析，將變量逐個引入模型，每引入一個解釋變量后都要進行F檢驗，并對已經選入的解釋變量逐個進行t檢驗，當原來引入的解釋變量由于后面解釋變量的引入變得不再顯著時，則將其刪除，對影響優化設計目標Y的幾何參數進行排序，篩選出影響最顯著的幾何參數因子，記為X’＝[x₁,x₂,…,x_k]，一般地，k<m。

6.如權利要求1所述的一種基于兩次試驗設計的彈條幾何參數優化方法，其特征是：所述步驟(5)中的回歸函數Y＝f(x₁,X₂,…,x_k)為二次多項式，具體表達式為：

其中，b₀——偏移項系數；

b_i——線性偏移項系數；

b_ii——二階偏移項系數；

b_ij——交互作用系數；

k——篩選出影響優化設計目標最顯著的因子個數。

7.如權利要求1所述的一種基于兩次試驗設計的彈條幾何參數優化方法，其特征是：所述步驟(1)～(6)為彈條幾何參數優化方法的一般步驟，通過以往的設計經驗可以知曉影響彈條性能最顯著的幾何參數，或者最初選擇的幾何參數因子少于5個時，則可以省去步驟(2)與步驟(3)。