本文關(guān)鍵詞：基于免疫蟻群算法的橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究

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【摘要】：工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究作為減少材料使用、提高材料利用率、充分發(fā)揮材料性能的有效手段，，已經(jīng)受到越來越多人的重視和青睞。作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化中極為重要的拓?fù)鋬?yōu)化，是當(dāng)今學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題。結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系的優(yōu)化改進(jìn)可以大大減輕結(jié)構(gòu)重量、改善結(jié)構(gòu)的性能，使材料性能得到充分的發(fā)揮。結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的實(shí)質(zhì)是搜索尋找邊界約束與加載位置之間的最佳傳力路線，將其轉(zhuǎn)化為免疫蟻群算法中螞蟻根據(jù)信息素濃度尋找最佳路徑的過程。橋式起重機(jī)主梁的有限元分析結(jié)果表明：其腹板存在很多低應(yīng)力區(qū)域，材料性能沒有充分發(fā)揮，因此需要采用結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化對其進(jìn)行優(yōu)化減重設(shè)計。本文的主要研究內(nèi)容包括： (1)綜述了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的發(fā)展歷程、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化及蟻群算法的國內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀；提出了免疫理論改進(jìn)蟻群算法的必要性及免疫蟻群算法拓?fù)鋬?yōu)化的可行性。 (2)結(jié)合結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的基本原理、有限元法及其單元生死技術(shù)，提出了基于單元應(yīng)力大小決定單元“生”與“死”的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論，并構(gòu)造了其數(shù)學(xué)模型。 (3)根據(jù)單元生死結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的需要，引入了蟻群算法和人工免疫算法。在提取兩種算法各自優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了免疫原理改進(jìn)蟻群算法的免疫蟻群算法，闡明了免疫蟻群算法的基本思想，構(gòu)建了算法基本框架和步驟流程。 (4)在構(gòu)建免疫蟻群算法的基礎(chǔ)上，將有限元分析結(jié)果中的單元應(yīng)力轉(zhuǎn)換為免疫蟻群算法中信息素播灑，建立了基于免疫蟻群算法的拓?fù)鋬?yōu)化理論及其相應(yīng)的程序。 (5)在研究主梁結(jié)構(gòu)靜力分析及其結(jié)果的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)主梁具有大量低效的材料。將提出的免疫蟻群算法結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化應(yīng)用于主梁腹板的拓?fù)鋬?yōu)化中，并根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果建立相應(yīng)的模型進(jìn)行分析。與其原模型分析對比表明，該拓?fù)鋬?yōu)化符合要求，能滿足實(shí)際的工程需要。
【關(guān)鍵詞】：拓?fù)鋬?yōu)化 免疫蟻群算法 單元生死技術(shù) 主梁
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH215;TP18
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化概述11-13
• 1.3 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 免疫蟻群算法的研究現(xiàn)狀15-20
• 1.5 本文的組織結(jié)構(gòu)及研究內(nèi)容20-21
• 1.6 本章小結(jié)21-22
• 2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化原理22-36
• 2.1 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論22-26
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化原理22-24
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.2 單元生死技術(shù)26-33
• 2.2.1 有限元法26-28
• 2.2.2 單元生死技術(shù)28-33
• 2.3 基于單元生死技術(shù)的拓?fù)鋬?yōu)化33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 免疫蟻群算法研究36-56
• 3.1 蟻群算法36-44
• 3.1.1 蟻群優(yōu)化的基本原理36-39
• 3.1.2 蟻群算法數(shù)學(xué)模型及流程39-42
• 3.1.3 蟻群算法的 TSP 優(yōu)化42-44
• 3.2 人工免疫系統(tǒng)44-50
• 3.2.1 人工免疫算法概述45-48
• 3.2.2 人工免疫算法數(shù)學(xué)模型48-50
• 3.3 免疫蟻群算法50-55
• 3.3.1 免疫蟻群算法設(shè)計思想50-51
• 3.3.2 免疫蟻群算法的改進(jìn)策略51-52
• 3.3.3 免疫蟻群算法流程及步驟52-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 4 基于免疫蟻群算法的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化56-67
• 4.1 基于免疫蟻群算法的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化基本原理56-57
• 4.2 基于免疫蟻群算法結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的框架57-58
• 4.3 基于免疫蟻群算法的單元生死系數(shù)計算58-60
• 4.4 基于免疫蟻群算法的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)現(xiàn)60-65
• 4.4.1 程序總體流程60-61
• 4.4.2 接口設(shè)計61-62
• 4.4.3 具體流程及步驟62-65
• 4.5 實(shí)例驗(yàn)證65-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 5 橋式起重機(jī)主梁的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化67-81
• 5.1 基于 ANSYS 有限元法的主梁分析67-74
• 5.1.1 主梁有限元建模68-71
• 5.1.2 主梁有限元模型加載及求解71-73
• 5.1.3 查看求解結(jié)果73-74
• 5.2 主梁結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化74-77
• 5.2.1 主梁拓?fù)鋬?yōu)化原理及流程74-76
• 5.2.2 主梁拓?fù)鋬?yōu)化76-77
• 5.2.3 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果分析77
• 5.3 優(yōu)化前后主梁的強(qiáng)度剛度對比分析77-80
• 5.3.1 主梁拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)重分析77-80
• 5.3.2 優(yōu)化前后主梁對比分析80
• 5.4 本章小結(jié)80-81
• 6 結(jié)論及展望81-83
• 6.1 結(jié)論81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果89-90
• 致謝90

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王顯會;許剛;李守成;包繼英;;特種車輛車架結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計研究[J];兵工學(xué)報;2007年08期

2 商廣泰,鐘文樂,蔣鳳昌;基于ANSYS分析的鋼梁優(yōu)化設(shè)計[J];工程建設(shè)與設(shè)計;2005年03期

3 吳科;李哲;趙巖峰;黨輝;;基于蟻群算法的剛架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J];鋼結(jié)構(gòu);2007年05期

4 段寶巖,陳建軍;基于極大熵思想的桿系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計研究[J];固體力學(xué)學(xué)報;1997年04期

5 陳少杰;段敬民;趙洪波;;桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的改進(jìn)蟻群算法[J];工業(yè)建筑;2010年01期

6 吳慶洪,張紀(jì)會,徐心和;具有變異特征的蟻群算法[J];計算機(jī)研究與發(fā)展;1999年10期

7 趙空;袁華;常欣;李文輝;;帶免疫機(jī)制的蟻群算法求解幾何約束多解[J];江南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年06期

8 胡純德,祝延軍,高隨祥;基于人工免疫算法和蟻群算法求解旅行商問題[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2004年34期

9 耿強(qiáng);王成良;;免疫遺傳蟻群融合算法[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2010年23期

10 隋允康,任旭春,龍連春,葉寶瑞;基于ICM方法的剛架拓?fù)鋬?yōu)化[J];計算力學(xué)學(xué)報;2003年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 唐文艷;結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的遺傳算法研究和應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2002年

2 楊姝;復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化若干問題研究[D];大連理工大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 閆利利;起重機(jī)箱形梁的拓?fù)鋬?yōu)化研究[D];鄭州大學(xué);2010年

2 何林偉;結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化啟發(fā)式算法的研究[D];上海交通大學(xué);2011年

3 鄒挺;基于蟻群和人工魚群混合群智能算法在物流配送路徑優(yōu)化問題中的應(yīng)用研究[D];蘇州大學(xué);2011年

4 劉云峰;橋式起重機(jī)箱形主梁腹板新型結(jié)構(gòu)研究[D];昆明理工大學(xué);2001年

5 宋鋒;基于蟻群算法—有限元的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

6 武交峰;應(yīng)用遺傳算法提高蟻群算法性能的研究[D];太原理工大學(xué);2007年

7 李婧;免疫算法與蟻群算法相結(jié)合的地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2007年

8 盧利平;載貨汽車車架拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計及有限元分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

9 王凌寒;深水鉆井平臺隔水管處理系統(tǒng)研究[D];中國石油大學(xué);2009年

本文編號：978416