外文翻譯---用多目標進化算法中的神經(jīng)加速度方法設計一種摩托車車架（譯文）

1、本科學生畢業(yè)設計（論文）附件 附件 C：譯文指導教師評定成績(五級制)：中文 3850 字 附件 C：譯文 指導教師簽字：用多目標進化算法中的神經(jīng)加速度方法設計一種摩托車車架摘要：設計一個低預算的輕型摩托車車架具有卓越的動態(tài)和力學性能是一個復雜 的工程問題。這種復雜性部分是由于存在多個設計目標——很大的構(gòu)造應力和剛 度，和用于評估目標的高計算成本的有限元模擬技術，以及對設計變量屬性的幾 何化（離散和連續(xù)） 。因此，本文提出一種基于真正

2、的聯(lián)合使用（有限元模擬技術） 和近似適應函數(shù)的評價基礎上的多目標進化算法中的神經(jīng)加速度方法。提出的這 種方法能加速接近由非支配車架設計組成的柏拉圖最佳解前緣。MOEA 使用了一種 復雜的遺傳型編碼離散和連續(xù)設計變量，并且根據(jù)變量的類型可運用一種遺傳算 法。結(jié)果表明，這種神經(jīng)加速 MOEAs NN-NSGA II 和 NN-MicroGA 在它們原有的版 本 NSGA II 和 MicroGA 上改進而來。因此，這種神經(jīng)加速方法

3、被證明是有效的， 且可應用于其他基于有限元分析的工程設計問題。 關鍵詞：多目標進化算法 有限元分析 神經(jīng)網(wǎng)絡 摩托車 工程設計 多目標優(yōu)化 有限元分析是一種計算機模擬技術，通常用于解決有幾個交互組件、復雜的 幾何結(jié)構(gòu)和在不同的物理現(xiàn)象影響下的一般系統(tǒng)中的工程設計問題。這些復雜的 系統(tǒng)沒有一種全面的擁有精確技術的物理分析方法解決，但可由一種系統(tǒng)化離散 方法即人們熟知的有限元方法解決（1993 雷迪） 。另一方面， ，進化算法（EA）是 一

4、種在自然進化的推動下產(chǎn)生的隨機搜索程序， 用于解決復雜的優(yōu)化問題。 EAs 的 工作方式是，在較適合的方法有更好的被改進和保留的選擇過程中選擇一個個體（解決方案）(Michalewicz1996） 。由于 FE 和 EA 是計算機密集技術，不斷提高的 計算能力和這兩個技術的成熟，使得它們的聯(lián)合使用以提高工程設計成為可能。 例如，沃克和史密斯（2003 年）聯(lián)合使用 FE 和 EA 來減小增強型纖維結(jié)構(gòu)的加權(quán) 總和的質(zhì)量。同樣，安培等

5、人（2004 年）用 FE 和 EA 對輪胎結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。最近， 吉格和阿曼尼（2005 年）應用 FE 和 EA 減少大量的復合纖維增強塑料受到的強度 和剛性約束。值得注意的是，這些應用已經(jīng)被當做單一目標優(yōu)化問題或聚合多目 標問題來處理。 各種車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關研究已經(jīng)進行了好幾年。研究一個類似摩托車車架C1本科學生畢業(yè)設計（論文）附件 附件 C：譯文化過程中應該包括哪些設計變量。這些確定的屬性包括：軸距，1500mm；座椅高度，64

6、0mm；前角，36°；和車架材料，碳鋼。關于摩托車動力性能的有價值的介 紹，讀者可以參考福萊（2002） 。 為了保持車架幾何結(jié)構(gòu)的靈活性，同時提供范圍寬廣的可行性設計，設計變 量主要遵循卡爾德隆的準則（2004 年） 。其中，一共有 22 個參數(shù)需要確定和劃分，包括連續(xù)變量——角度，圓角，長度，和各車架部分的相對位置，和被當做離散 變量處理的車架部件本身。對于后者，由于定制的幾何體高昂的成本，本研究使用標準化和商用的管

7、道和鋼板（阿瓦洛和鮑邁斯特，1997 年） 。 因此，選擇了八種規(guī)格的管道作為車架的七個不同部位（見圖 1） ，而選擇八 種鋼板厚度（6，8，10，12，16，20，25，和 30mm）作為另外四個部位。應該指 出的是，管道分類是根據(jù)他們的外徑和附表（該管道的標準壁厚尺寸） （見圖 2） 。 由于這些離散變量可以按照不同的標準（例如：質(zhì)量，長度，第一慣性矩，極慣 性矩）進行分類，每種分類標準可以定義不同的鄰

8、域。此外，可行值之間的間距 不好平均分配。例如，6mm 的鋼板與 8mm 的鋼板之間的間距比 25mm 的鋼板與 30mm 的鋼板之間的間距要小。雖然絕對的排序可能不存在，但重要的是變量的范圍反 映了某些相近的屬性。根據(jù)這一原則，對目標管道的建模問題就可以根據(jù)它們的 第一慣性矩進行索引，而鋼板可以根據(jù)其質(zhì)量進行索引。在這兩種情況下，可行 值可以由一列整數(shù)代表。連續(xù)變量的編碼是直接的，它們的邊界代表可行域（即， 一個實數(shù)區(qū)間） 。 圖 1