[发明专利]基于DADOS优化设计云端系统的某大型组合式压力机上横梁轻量化设计方法

权利要求书

1.一种基于DADOS优化设计云端系统的某大型组合式压力机上横梁轻量化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以组合式压力机的上横梁为研究对象，基于上横梁所受约束条件限制，同时由于研究对象的对称结构，取研究对象的四分之一结构建立有限元模型进行后续分析；

(2)基于步骤(1)得到的有限元模型，通过提取四个可优化设计变量x₁～x₄对该有限元模型进行参数化模型构建，并对可优化设计变量的可行域进行定义，使他们在限定的范围内进行数值变动，其中x₁为肋板厚度，x₂为壁板厚度，x₃为上盖板中线与下底板中线间距，x₄为上盖板厚度；对设计变量x₁～x₄在可行域内进行均匀随机采样，得到样本数据，将样本数据代入参数化模型中进行仿真，得到对应的研究对象的质量及最大变形值，即得到多组压力机上横梁设计尺寸和对应的质量及最大变形量，作为样本点；

(3)通过步骤(2)，得到多组压力机上横梁设计尺寸及对应的质量及最大变形量后，采用不同的代理模型方法分别建立输入与输出的非线性映射关系，其中输入为压力机上横梁设计尺寸，输出为上横梁质量M(x)和最大变形量D(x)，将这种非线性映射关系称为拟合曲线，其中，拟合曲线的横坐标为压力机上横梁设计尺寸，纵坐标为压力机上横梁质量及最大变形量；

(4)在通过步骤(3)得到不同方法的拟合曲线之后，为了避免对代理模型精度的过于片面的估计，采用留一法计算不同代理模型的决定系数r²：若精度符合要求则可以进行下一步的预测、优化、分析，否则则需要更换代理模型或者通过序列加点的方式提高代理模型精度；依据r²判断代理模型精度并最终选取精度最高的PRS、MLS代理模型拟合输入的压力机上横梁设计尺寸与输出的上横梁质量M(x)和最大变形量D(x)之间的非线性映射关系；

(5)确定上横梁四个尺寸参数中对上横梁质量及最大变形量影响最大的尺寸参数；

(6)在通过步骤(5)分析出对上横梁质量及发生的最大变形量影响最大的设计变量之后，基于PRS、MLS代理模型方法和SOBOL法采用优化算法限定优化目标，获得全局最优解，即压力机上横梁的尺寸；将步骤(6)中优化分析得到的最优解作为输入，代入步骤(1)建立的有限元模型进行仿真分析，计算有限元模型尺寸优化后的质量减轻情况，最终确定设计方案，优化尺寸前的有限元模型质量以步骤(1)中建立的现有组合式压力机上横梁的质量为基准。

2.根据权利要求1所述的一种基于DADOS优化设计云端系统的某大型组合式压力机上横梁轻量化设计方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，x₁的可行域设定为60-100mm，x₂的可行域设定为100-200mm，x₃的可行域设定为4800-6000mm，x₄的可行域设定为150-250mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于DADOS优化设计云端系统的某大型组合式压力机上横梁轻量化设计方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，采用拉丁超立方抽样LHS采样方法，对设计变量x₁～x₄在可行域内进行均匀随机采样，得到样本数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于DADOS优化设计云端系统的某大型组合式压力机上横梁轻量化设计方法，其特征在于，所述的步骤3中，分别采用径向基函数RBF代理模型方法、多项式响应面法PRS代理模型方法、移动最小二乘法MLS代理模型方法、支持向量机回归SVR代理模型方法、人工神经网络ANN代理模型方法建立非线性映射关系。

5.根据权利要求1所述的一种基于DADOS优化设计云端系统的某大型组合式压力机上横梁轻量化设计方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，所述的序列加点的方式具体为：在步骤(2)采样时选取更多组压力机上横梁设计尺寸，通过有限元分析得到其质量及最大变形量，来纠正拟合曲线的趋势，进而提高代理模型精度，直到达到理想的精度为止停止加点。