带约束的离散全局优化问题的填充函数法

通过构造一个新的双参数填充函数求解带约束的离散全局优化问题的全局最优解,研究了填充函数的分析性质,并据此给出了带约束的离散全局优化问题的一个填充函数算法.数值试验证结果表明该算法是可行的、有效的.     

高耸工程结构基础约束刚度识别方法

在Rayleigh能量法和Southwell频率合成法的基础上导出了高耸工程结构复合振动基频计算公式,将基频表示成各惯性元和变形元所组成子系统的频率合成.在此基础上建立了结构基础约束刚度的识别方法,该方法利用结构固有基频和地基约束刚度的关系,只需测出结构顶端加载前后2种状态下的振动频率就可以估算出基础约束刚度.同时用标准实验证明了该方法的正确性.高耸工程结构复合振动基频计算公式计算简单,精度高,特别适用于识别桥墩和各种高耸建筑的基础约束刚度.     

一个求解有约束的全局优化问题的变换函数法

给出了求解一般的有约束非线性规划问题全局最优解的拟填充变换函数方法,而且讨论了所构造的变换函数的几个性质,按照其理论性质设计了一个变换函数算法,并进行了数值试验。数值实验表明,所给的方法是有效的。     

一个求解约束全局优化问题的单参数填充函数方法

构造了求解约束全局优化问题的一个新的填充函数,分析了该函数的分析性质,设计了一个基于该填充函数的全局优化算法.数值试验表明该算法是有效的.     

非线性规划问题全局优化的模拟退火法

在无约束非线性规划问题全局优化的模拟退火算法基础上，进行有约束问题求解的进一步探讨，对不等式约束条件提出了检验法和罚函数法的处理方法，对等式约束条件开发了罚函数法和解方程法的求解步骤，并进行了分析比较，从而形成了完整的求取非线性规划问题全局优化的模拟退火算法。通过对文献例题的计算，表明所提出的方法能够快速有效地求出有约束非线性规划问题的全局最优解     

用变换函数解带线性约束的全局最优问题

结合变换函数方法和下降算法对目标函数有多个极值点且带有线性约束的非线性规划全局问题提出算法.使用的变换函数兼具填充函数和打洞函数的特点.在理论上证明如果当前局部极小点不是全局最优解,一定存在一个变换函数的极小点使得该点的目标函数值小于当前局部极小点的函数值,且该点位于原问题的可行域内.以此点为初始点求解原问题可得到更好的局部极小点.     

全局优化问题的无参数填充函数法

通过对全局优化问题的填充函数算法的研究,克服了填充函数P（x,x^＊,γ,ρ）和P（x,x^＊）存在的缺陷,构造了2个连续的无参数填充函数W（x,x^＊）和W（x,x^＊）,并证明了它们满足填充函数的定义。数值试验的结果表明,新的填充函数算法对于求解全局优化问题是有效的。     

基于SAP5的结构优化系统

采用基于二次规划的准确析法理论,建立了结构分析和结构优化系统（ＳＡＡＯＰ）,所建立的ＳＡＡＯＰ系统可对结构分析模型整体结构或其中部分结构进行优化。同时系统除能处理应力约束,位移约束,稳定性约束外,还能处理抗弯刚度约束问题。     

翼盒尺寸优化中的刚度约束法

翼盒为机翼主要承力部件,优化潜力较大,是机翼结构优化设计的重点对象。在翼盒结构尺寸优化设计阶段,考虑到计算效率和技术成熟度等因素,往往只重点考虑静强度和总体变形约束。优化结果存在不满足颤振和局部刚度要求的风险。基于刚度指标,通过HyperWorks脚本二次开发,建立了关联结构参数的机翼剖面刚度响应。实现了机翼结构尺寸优化设计中各站位处的刚度约束,为如何在机翼结构优化设计中考虑颤振刚度约束提供了新的方法。     

带状无约束优化问题的对角线修正解法

带状无约束优化问题的对角线修正解法王宇（工程力学研究所）关键词优化；带形矩阵；分解；牛顿法／无约束分类号：Ｏ２２１．２；Ｏ２４１．７在非线性结构分析和结构优化中，经常出现求函数的极小值点的问题，亦即求ｍｉｎｆ（ｘ），ｘ∈Ｒ￣ｎ（１）的解；其中非线性目...     

结构最大刚度拓扑优化的隐式方法

提出了结构在力、位移以及力与位移混合作用方式下结构最大刚度拓扑优化的一般性设计方法.设计目标为最大化结构的最小总势能,设计变量为单元的密度.通过SIMP(solid isotropic materials with penalization)准则建立设计变量与结构性能之间的关系.通过KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件推导了优化问题的最优解条件;并给出了基于最优解条件的变量迭代格式.迭代格式不显含目标函数,是一种隐式的求解方法.数值算例表明,对于结构承受力、位移以及力和位移混合作用时均能够获得准确结果,且方法具有简洁高效的特点.     

超大伸缩比机械臂结构设计及其刚度优化方法

定期清理灰库内壁板结干灰已成为保障火电厂机组安全运营的重要措施。针对现有灰库清理机器人普遍存在的清理区间局限、整机刚度不足等突出问题,通过引入基于绳排的同步伸缩驱动机构,融合轻量化高刚度的多节箱式臂体及柔性周向回转关节,创新设计出一款基于超大伸缩比机械臂的灰库全域面清理机器人。在此基础上,通过深入力学分析建立伸缩臂力学模型并提出刚度条件。利用迭代法对伸缩臂截面参数进行优化,获得不同情况下最优截面参数。仿真实验表明经刚度优化后的伸缩臂整体刚度良好,满足灰库清理机器人长期作业要求。     

关于求解全局优化的途径:从局部到全局

在实际应用中常常要求求解全局优化问题, 而用有效的求解全局优化问题是非常困难的.填充函数方法和打洞函数方法是两种全局优化的函数变换方法,有关文献的计算说明这些方法是有效的.本文将给出这两种全局优化方法最近的发展.首先分析原先由葛仁溥提出的填充函数和Levy与Montalvo提出的打洞函数方法的缺点.其次给出在箱子集或者全空间上无约束或者不等式约束的全局优化问题的单参数的新填充函数和变形打洞函数的定义,并构造出相应的填充函数和变形打洞函数.此外亦讨论整数全局优化问题的填充函数和变形打洞函数方法.最近还讨论了全空间上等式约束全局优化问题.最后给出综述,指出非线性规划的一个主要发展方向:混合整数非线性规划,给出用填充函数和变形打洞函数的求解途径.     

褶皱膜的局部坐标系转置和刚度等效法分析

在对膜结构进行荷载分析时,单向受拉和松弛的膜单元会出现不符合实际受力情况的压应力,计算过程中应对它们进行褶皱处理.为此,文中提出了采用局部坐标系转置和刚度等效分析褶皱膜单元的新方法,并采用有限元软件Strand7及其开发程序Strand7API编制了相应的程序,最后用所编制的褶皱分析程序对典型膜结构在竖向荷载作用下的受力情况进行了全过程的实例分析.通过分析发现新方法经迭代计算可使褶皱单元的第二主应力基本为0,正确地处理了褶皱膜单元,并得到了膜结构在褶皱单元出现后的真实的荷载响应.     

基于均值矩法的结构可靠度优化

针对以结构可靠度为约束函数的随机非线性优化问题,本文基于均值一次二阶矩法,探讨了其随机优化方法.利用等价转换方法,导出其目标函数和约束函数相应的等价形式,把其转化为一个确定性的问题,从而使问题获得求解,并给出算例.结果表明该法概念清晰,实用性较强.     

含孔有限弹性板缓和应力集中的总极值优化法

讨论了“积分型总极值”优化方法在二维多连域弹性体形状优化中的一个应用.具体计算了含椭圆孔的弹性有限板两边受拉伸时,为减少应力集中加入两个辅助孔的形状优化问题.通过优化设计辅助孔的位置和孔径以及中心孔的形状使应力集中明显降低.实例表明“积分型总极值”最优化方法具有约束处理方便、优化效果好和收敛速度较快的特点,适合于求解这一类形状优化问题.     

求解无约束全局优化问题的一种方法

提出一种新的求解无约束全局优化问题的方法,该方法把修正的BFGS方法与填充函数方法相结合,使得目标函数f(x)的当前局部极小点x*1可以移到目标函数的另一个局部极小点-x,且f(x*1)≥f(-x),同时-x也是填充函数的极小值点;然后再以为初始点求f(x)的局部最优解.反复以上过程,最终可以找到f(x)的全局最优解.     

结构组合优化对增强上埋式柔性管环刚度的影响

柔性管采用上埋式施工关键问题在于环刚度的确保,为此开展了涵管结构优化试验研究.选取加入一定配合比外掺剂的水泥浆作为"刚化"处理的材料,通过反复调试灌浆方法和外掺剂剂量,使得注入浆体凝固后与外围肋管形成复合外壁,成为纵向"柔性"横向"刚性"的新型结构.环刚度检测试验结果表明,"刚化"处理前后管体的环刚度体现了大幅度提升,其中自制缠绕管增强了约97%,标准HDPE缠绕管处理前后环刚度分别提升约2.7倍(DN300)和2.9倍(DN400),优化后的新型管体结构弥补了传统涵管结构的不足.     

分段线性刚度非线性能量阱的参数优化方法

基于作者先前提出的具有分段线性刚度的非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)模型,利用遗传算法研究了该NES的参数优化问题.首先,介绍了分段线性刚度NES的结构,并分析了其非线性特性;其次,提出通过对立方曲线端点连线拟合的方法以缩减设计空间,并采用二进制与实数混合编码方式设计了NESs的参数优化方法;最后,以框剪结构-NESs系统为例,研究了NESs在多自由度系统中的优化问题,并通过试验进行了验证.结果表明,采用所提出的优化方法所设计的NESs,能在较宽的激励频率下有效减小振动系统的振幅,可以获得较好的多模态振动抑制效果.