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101.
结构拓扑优化研究方法综述 总被引:82,自引:0,他引:82
结构拓扑优化研究方法目前有解析方法和数值方法两大类.首先介绍了解析方法中的
Michell理论,它在结构拓扑优化领域研究较早,影响最为深远.随后着重讨论了杆系和连
续体结构拓扑优化的数值方法.杆系结构常采用基结构方法,通过删除部分杆件达到结构
拓扑优化的目的.连续体结构一般要划分为有限单元,通过删除单元形成带孔的连续体,
以实现拓扑优化.介绍了连续体结构拓扑优化常采用的材料模型:各向同性、各向异性和
带微结构材料.并对连续体结构(0-1)拓扑优化中的数值计算不稳定问题的机理进行了分
析,给出了解决方法.此外,对应力约束问题存在解的奇异性现象也作了简要介绍.最后,
对数值方法中的主要数学求解方法进行了简单介绍. 相似文献
102.
基于拓扑描述函数的连续体结构拓扑优化方法 总被引:14,自引:0,他引:14
提出了一种利用拓扑描述函数(TDF)作为拓扑设计变量求解连续体结构拓扑优化问题
的新方法. 优化问题的目标函数是结构的整体柔顺性,约束条件为对于可利用材料的体积限
制. 这种方法不仅可以消除拓扑优化中经常出现的棋盘格式等数值不稳定现象,而且能够有
效地抑制传统算法处理此类优化问题时所引发的边界扩散效应. 与其它的基于水平集描述函
数的拓扑优化方法相比,所提出的算法不仅无需求解控制水平集函数演化的双曲守恒方
程,而且合理地考虑了目标函数的拓扑导数信息,因而使得算法的计算效率有了显著的提高. 相似文献
103.
104.
包含单侧接触的机械和结构系统中,接触面间的局部接触力很大时,容易导致结构局部磨损和破坏。利用结构优化的手段极小化接触面上的最大接触力是调整接触面上接触力分布的一个有效途径。然而在数学上,目标函数的不可微和约束中的接触条件导致该结构优化问题属于非光滑和非凸优化问题,因而常用优化算法的优化结果是不可靠的。为此,本文提出接触力优化的一个熵正则化模型,并利用基于正则化过程的序列二次结构优化算法求解。所提的方法在数值上避免了处理不可微问题,而且正则化参数的调整还有助于获得更小的局部最优解。以离散结构为例的数值算例验证了本文的模型和算法。 相似文献
105.
Based on the modeling of dynamics and energy conversion in competitive swimming,the optimal control theory was used to make an optimization analysis of the distance traveled in a given time.Using the records of the 27th Olympics and the results from previous research,an optimal solution of propulsion was derived using some hypotheses and constraints.Correspondingly,the optimal tactic for velocity and energy was put forward which was in agreement with the practice. 相似文献
106.
In this paper, the design sensitivity analysis for the deflection of a beam or plate structure is first investigated with respect to the position of a simple support using the discrete method. Both elastic and rigid supports are taken into account, and closed-form formulae for the deflection sensitivity are developed straightforwardly. Then, on the basis of the design sensitivity analysis, a heuristic optimization algorithm, called the evolutionary shift method, is presented for support position optimization to minimize the maximal deflection of a structure with a fixed grid mesh scheme. In each iterative loop, the support with the highest efficiency is shifted in priority. To facilitate the convergence of the process, a polynomial interpolation technique is employed to evaluate the solution more accurately. The optimal solution is achieved gradually with a minimum modification of the support layout design. Finally, three numerical examples are presented to demonstrate the validities of the sensitivity analysis and the optimization method. Results show that support optimization can improve the structural behavior significantly. 相似文献
107.
基于可靠度的结构优化的序列近似规划算法 总被引:3,自引:0,他引:3
基于可靠度的优化的最直观解法是把可靠度和优化的各自算法搭配一起形成嵌套两层次迭代。为改善其收敛性提高计算效率,人们提出了功能测度法、半无限规划法、单层次算法等多种改进方法。本文对传统结构优化界的经典序列近似规划法改造并扩展应用于求解基于可靠度的结构优化问题,构造该问题的序列近似规划模型和求解过程;其核心思想是在每个近似规划子问题中采用近似可靠度指标对设计变量的线性近似,在优化迭代过程中同步更新设计变量和随机空间中的近似验算点坐标,以达到可靠度分析和优化迭代同步收敛的目标。为了算法的实施,还推导出近似可靠度指标的半解析灵敏度计算公式,编制了程序,最终实现与通用软件的连接。论文用算例证实算法的有效性。 相似文献
108.
本文给出了一种任意平面域内三角形网格自动生成及自动调整算法,并编制了相应的程序。通过对带U形槽的三点变曲试件的分析,证明本文算法是可行的,并且具有稳定性能好、收敛速度快的优点。 相似文献
109.
110.
计算具有区间参数结构的固有频率的优化方法 总被引:7,自引:0,他引:7
基于区间函数的单向包含性质,把具有区间非确定参数结构的固有频率所在区间范围问题
转化成两个全局优化问题,并采用一种实数编码遗传算法求取问题的全局解. 用一种能够求
得剪切型结构和弹簧质量系统特征值范围精确解的单调分析方法进行检验. 在一
些文献中,直接采用区间数运算法则和有限元法得到结构区间刚度阵和区间质量阵,并把关
于该区间刚度阵和区间质量阵的广义区间特征值问题的特征值区间作为待求的非确定性结构
的特征值所在的区间范围,该方法易于扩大问题的解域. 算例表明,可望得到结构
固有频率区间范围的准确解. 相似文献