本文關(guān)鍵詞：基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究及應(yīng)用

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【摘要】：漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法(ESO方法)是結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的重要方法之一。ESO方法基本思想簡單,優(yōu)化過程中不產(chǎn)生中間密度,拓?fù)錁?gòu)形清晰,易于工程應(yīng)用,但易于陷入局部最優(yōu)。因此,為了提高ESO方法的全局尋優(yōu)能力,本文針對單元密度的進(jìn)化步長進(jìn)行研究,確定了單元密度進(jìn)化步長的控制函數(shù),引入雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法、靈敏度再分配技術(shù)和奇異單元判斷準(zhǔn)則,提出了改進(jìn)ESO方法,并進(jìn)行了改進(jìn)ESO方法的應(yīng)用研究。主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:1.單元密度進(jìn)化步長控制模型的確定。按照單元密度對結(jié)構(gòu)性能的影響將單元分為主要單元、次要單元和一般單元,并給出了單元權(quán)重系數(shù)的計(jì)算方法。根據(jù)單元密度對結(jié)構(gòu)性能的影響規(guī)律,分析單元密度進(jìn)化步長的控制要求,并按照控制要求建立幾種控制模型,以控制單元的刪除速率。通過兩個(gè)算例,對幾種控制模型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析比較,確定了一種綜合性能較好的單元密度進(jìn)化步長控制模型。2.提出了基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。針對ESO方法可能會由于誤刪單元導(dǎo)致優(yōu)化失敗的問題,引入雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,通過添加單元避免在優(yōu)化過程中誤刪單元。采用靈敏度再分配技術(shù)抑制棋盤格式以獲得更平滑的優(yōu)化構(gòu)形。針對在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中某些單元被刪除后會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)柔順度突變的問題,在優(yōu)化前期引入奇異單元判斷準(zhǔn)則恢復(fù)誤刪單元,以提高ESO方法的全局尋優(yōu)能力。最后,通過算例驗(yàn)證了所提出方法的有效性。3.基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化原型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。基于Matlab平臺開發(fā)了基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化原型系統(tǒng),并利用該原型系統(tǒng)對軸承支座和某公司公交車的鋼板彈簧吊耳支座進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),驗(yàn)證本文方法的工程實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法 靈敏度誤差 單元密度進(jìn)化步長 權(quán)重系數(shù) 奇異單元
【學(xué)位授予單位】：桂林電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH122
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法介紹9-11
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分類9-10
• 1.2.2 拓?fù)鋬?yōu)化的研究方法10-11
• 1.3 拓?fù)鋬?yōu)化中的數(shù)值不穩(wěn)定問題11
• 1.4 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.5 論文的研究內(nèi)容13
• 1.6 本章小結(jié)13-14
• 第二章 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的理論基礎(chǔ)以及方法實(shí)現(xiàn)14-21
• 2.1 引言14
• 2.2 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的理論基礎(chǔ)14-18
• 2.2.1 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的公式化描述14-16
• 2.2.2 優(yōu)化準(zhǔn)則16-18
• 2.3 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法和雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)18-20
• 2.3.1 基于應(yīng)力約束的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)18-19
• 2.3.2 基于剛度約束的雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法21-52
• 3.1 引言21
• 3.2 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的失效機(jī)理21-26
• 3.2.1 整體剛度最大化設(shè)計(jì)的靈敏度分析21-22
• 3.2.2 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的失效機(jī)理分析22-26
• 3.3 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法單元密度進(jìn)化步長的控制模型26-36
• 3.3.1 單元密度進(jìn)化步長對漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的影響26
• 3.3.2 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法單元密度進(jìn)化步長的控制模型分析26-29
• 3.3.3 漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法單元密度進(jìn)化步長的控制模型確定29-36
• 3.4 基于單元密度進(jìn)化步長控制的雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法36-45
• 3.4.1 棋盤格式的抑制36-37
• 3.4.2 基于單元密度進(jìn)化步長控制的雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法分析與實(shí)現(xiàn)37-38
• 3.4.3 刪除周期迭代步數(shù)的研究38-40
• 3.4.4 算例分析與討論40-45
• 3.5 奇異單元的分析45
• 3.6 基于奇異單元和單元密度進(jìn)化步長控制的雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法45-51
• 3.6.1 基于奇異單元和單元密度進(jìn)化步長控制的BESO方法分析與實(shí)現(xiàn)46-48
• 3.6.2 算例分析與討論48-51
• 3.7 本章小結(jié)51-52
• 第四章 基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法原型系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用52-61
• 4.1 引言52
• 4.2 基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法原型系統(tǒng)簡介52-54
• 4.2.1 基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法原型系統(tǒng)的函數(shù)簡介52-53
• 4.2.2 基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法原型系統(tǒng)的功能簡介53-54
• 4.3 基于進(jìn)化步長控制的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法原型系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例54-60
• 4.3.1 軸承支座結(jié)構(gòu)的分析54-57
• 4.3.2 鋼板彈簧吊耳支座的分析57-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 全文總結(jié)61
• 5.2 未來展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及科研成果68

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