靈敏度分析是使用基于梯度算法求解結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題的重要組成部分。高精度、高效率、通用性強的靈敏度分析方法有助于便捷快速地實現(xiàn)優(yōu)化過程。半解析靈敏度分析方法相較全局差分方法,具有更高的效率,相比解析方法具有更強的通用性以及程序?qū)崿F(xiàn)的簡便性,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題當(dāng)中。但傳統(tǒng)半解析分析方法基于單元級別,需提取攝動前后兩組結(jié)構(gòu)矩陣,影響效率。此外,在單元剛度矩陣有效數(shù)字位數(shù)受限時,又會嚴(yán)重影響靈敏度計算精度。針對上述問題,本文在程耿東院士的指導(dǎo)下,提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化半解析靈敏度分析改進算法。首先從靜力位移及應(yīng)力問題入手,將傳統(tǒng)基于單元級別靈敏度列式轉(zhuǎn)換到結(jié)構(gòu)總體級別,并給出了算法實施途徑;然后將此思路推廣于自振、屈曲非重特征值、瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度等多種問題,提出了相應(yīng)的計算步驟。以梁單元與殼單元等構(gòu)造的典型結(jié)構(gòu)為例,開展了多個算例測試。測試表明改進算法計算精度和效率均有提升,特別是針對設(shè)計變量步長有更大的數(shù)值穩(wěn)定區(qū)域,此特點尤其適用于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格建模的形狀優(yōu)化問題,保持其攝動前后網(wǎng)格的一致性。為復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)化靈敏度分析提供了新途徑。其后,針對形狀設(shè)計變量半解析方法靈敏度分析產(chǎn)生的誤差問題進行探... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究歷史及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2 傳統(tǒng)半解析靈敏度分析方法
    2.1 靜力問題
    2.2 非重特征值問題
    2.3 瞬態(tài)響應(yīng)問題
    2.4 本章小結(jié)
3 改進半解析靈敏度分析方法
    3.1 靜力問題
    3.2 非重特征值問題
    3.3 瞬態(tài)響應(yīng)問題
    3.4 算例測試
        3.4.1 精度測試
        3.4.2 效率測試
    3.5 本章小結(jié)
4 形狀設(shè)計變量半解析靈敏度分析
    4.1 誤差產(chǎn)生原理[26]
    4.2 誤差修正方法一——RSA[27]
    4.3 誤差修正方法二——ESA[31]
    4.4 ESA改進方法
    4.5 剛體位移推導(dǎo)
        4.5.1 梁單元剛體位移推導(dǎo)
        4.5.2 殼單元剛體位移推導(dǎo)
    4.6 算例測試
        4.6.1 精度測試
        4.6.2 效率測試
    4.7 本章小結(jié)
5 偏置加筋板殼結(jié)構(gòu)半解析靈敏度分析
    5.1 偏心距對有限元結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響
        5.1.1 偏心距對有限元結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響
        5.1.2 偏心距對結(jié)構(gòu)靈敏度值得影響
    5.2 傳統(tǒng)與改進半解析法在加筋殼上的應(yīng)用
        5.2.1 測試算例
    5.3 本章小結(jié)
6 改進半解析方法在SiPESC平臺上的實現(xiàn)
    6.1 腳本實現(xiàn)
        6.1.1 腳本調(diào)用流程
    6.2 靈敏度分析插件算法框架
        6.2.1 插件調(diào)用流程
    6.3 SiPESC平臺優(yōu)化算例
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于改進遺傳算法和序列二次規(guī)劃的再入軌跡優(yōu)化[J]. 張鼎逆,劉毅.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2014(01)
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[5]基于網(wǎng)格變形技術(shù)的白車身多目標(biāo)形狀優(yōu)化[J]. 方劍光,高云凱,王婧人,王園.  機械工程學(xué)報. 2012(24)
[6]面向集成化CAE軟件開發(fā)的SiPESC研發(fā)工作進展[J]. 張洪武,陳飆松,李云鵬,張盛,彭海軍.  計算機輔助工程. 2011(02)
[7]Recent development in structural design and optimization[J]. Xu Guo·Geng-Dong Cheng State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment,Department of Engineering Mechanics,Dalian University of Technology, Dalian 116023,China.  Acta Mechanica Sinica. 2010(06)
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本文編號：3381096