外文翻譯---用多目標(biāo)進(jìn)化算法中的神經(jīng)加速度方法設(shè)計(jì)一種摩托車車架（譯文）

1、本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附件 附件 C：譯文指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)(五級(jí)制)：中文 3850 字 附件 C：譯文 指導(dǎo)教師簽字：用多目標(biāo)進(jìn)化算法中的神經(jīng)加速度方法設(shè)計(jì)一種摩托車車架摘要：設(shè)計(jì)一個(gè)低預(yù)算的輕型摩托車車架具有卓越的動(dòng)態(tài)和力學(xué)性能是一個(gè)復(fù)雜 的工程問(wèn)題。這種復(fù)雜性部分是由于存在多個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)——很大的構(gòu)造應(yīng)力和剛 度，和用于評(píng)估目標(biāo)的高計(jì)算成本的有限元模擬技術(shù)，以及對(duì)設(shè)計(jì)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(shù)） 和近似適應(yīng)函數(shù)的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上的多目標(biāo)進(jìn)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(shè)計(jì)組成的柏拉圖最佳解前緣。MOEA 使用了一種 復(fù)雜的遺傳型編碼離散和連續(xù)設(shè)計(jì)變量，并且根據(jù)變量的類型可運(yùn)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?cè)械陌?本 NSGA II 和 MicroGA 上改進(jìn)而來(lái)。因此，這種神經(jīng)加速方法

3、被證明是有效的， 且可應(yīng)用于其他基于有限元分析的工程設(shè)計(jì)問(wèn)題。 關(guān)鍵詞：多目標(biāo)進(jìn)化算法 有限元分析 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 摩托車 工程設(shè)計(jì) 多目標(biāo)優(yōu)化 有限元分析是一種計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，通常用于解決有幾個(gè)交互組件、復(fù)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(shè)計(jì)問(wèn)題。這些復(fù)雜的 系統(tǒng)沒(méi)有一種全面的擁有精確技術(shù)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(jìn)化算法（EA）是 一

4、種在自然進(jìn)化的推動(dòng)下產(chǎn)生的隨機(jī)搜索程序， 用于解決復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題。 EAs 的 工作方式是，在較適合的方法有更好的被改進(jìn)和保留的選擇過(guò)程中選擇一個(gè)個(gè)體（解決方案）(Michalewicz1996） 。由于 FE 和 EA 是計(jì)算機(jī)密集技術(shù)，不斷提高的 計(jì)算能力和這兩個(gè)技術(shù)的成熟，使得它們的聯(lián)合使用以提高工程設(shè)計(jì)成為可能。 例如，沃克和史密斯（2003 年）聯(lián)合使用 FE 和 EA 來(lái)減小增強(qiáng)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(duì)輪胎結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。最近， 吉格和阿曼尼（2005 年）應(yīng)用 FE 和 EA 減少大量的復(fù)合纖維增強(qiáng)塑料受到的強(qiáng)度 和剛性約束。值得注意的是，這些應(yīng)用已經(jīng)被當(dāng)做單一目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題或聚合多目 標(biāo)問(wèn)題來(lái)處理。 各種車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)研究已經(jīng)進(jìn)行了好幾年。研究一個(gè)類似摩托車車架C1本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附件 附件 C：譯文化過(guò)程中應(yīng)該包括哪些設(shè)計(jì)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(guān)于摩托車動(dòng)力性能的有價(jià)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(shí)提供范圍寬廣的可行性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)變 量主要遵循卡爾德隆的準(zhǔn)則（2004 年） 。其中，一共有 22 個(gè)參數(shù)需要確定和劃分，包括連續(xù)變量——角度，圓角，長(zhǎng)度，和各車架部分的相對(duì)位置，和被當(dāng)做離散 變量處理的車架部件本身。對(duì)于后者，由于定制的幾何體高昂的成本，本研究使用標(biāo)準(zhǔn)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(gè)不同部位（見(jiàn)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(gè)部位。應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)壁厚尺寸） （見(jiàn)圖 2） 。 由于這些離散變量可以按照不同的標(biāo)準(zhǔn)（例如：質(zhì)量，長(zhǎng)度，第一慣性矩，極慣 性矩）進(jìn)行分類，每種分類標(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(duì)目標(biāo)管道的建模問(wèn)題就可以根據(jù)它們的 第一慣性矩進(jìn)行索引，而鋼板可以根據(jù)其質(zhì)量進(jìn)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(gè)實(shí)數(shù)區(qū)間） 。 圖 1