折板结构的拓扑优化设计

从工程实际出发，引用一种折板结构代替板肋结构〔１〕，并应用折板结构的力学特性，建立了约束隐函数同几何设计变量的近似关系式．结合可行方向法的思想，提出一个不必对约束隐函数求偏导数，不必求解线性规划的优化算法，有效地解决了该类结构的拓扑可调优化问题．应用实例表明，算法的优化效果良好     

结构优化设计的KFD方法及其在电除尘器本体结构优化中的应用

电除尘器本体结构优化设计是一个规模大,设计变量数多而具有相当难度的几何可调和拓扑可调优化设计问题。对这样一个大型复杂的结构优化问题,本文在文[1]的工作基础上,充分利用结构的力学特性,应用有效设计变量的概念,建立了不用求偏导数且不必解线性规划的可行方向法—KFD方法。该方法具有收敛速度快、占用内存少的优点,比通常ε有效约束可行方向法提高速度数十倍。实际应用的结果表明文中的方法是很有效的。     

交替方向法迭代参数的确定

1:引言我们考虑在一个以S为边界的长方形区域R上的Poisson方程第一边值问题. 我们采用下列正方形网格的有限差分格式来逼近(1.1):其中 解(1.2)的迭代格式[1]为其中 我们令,则满足方程 可展成二重幅里哀级数因此, 假如存在一个不依赖于p和q的常数H,使 卖 11-p;P,11-o。,。l。u则其中因而为使(1.11)成立,只须满足就可以了. 迭代格式(1,3)的平均收敛速度定义为 我们必须解决的问题是,为了达到一定的准确度,应如何选取适当的参数p1,使得所需要的迭代次数为最少,也即选取参数使(1.13)达到最大. 2.迭代参数的选取。 我们定义函数Fn(y)为 引理1.…     

薄板优化设计的一个可行方向法

本文研究薄板的优化设计问题。在[2]的工作基础上,文中充分利用结构的力学特性,建立了只需计算少量的偏导数就可确定一可行下降方向的定理。利用该定理并结合射线步调整的技巧,本文得到了一个较为节省计算量的可行方向法。实际的算例表明方法的效果良好。     

结构优化设计的两个可行方向法

对于满足刚度、强度、几何及工艺约束条件下使结构重量最轻的结构优化设计问题,可行方向法具有较快的收敛速度.通常可行方向法在对非线性约束求偏导数时,需要花弗大量的计算时间.本文根据结构问题的特性,在对相应约束进行分析的基础上,给出     

有限差分法解抛物型方程的收敛速度

考虑如下的抛物型方程（１）有限差分逼近于（１）是（２） ＿ｔ其中ａ是一个常数（０≤α≤１）,α＋β＝１．令τ／ｈ２＝γ＝Ｃｏｎｓｔ,当τ,ｈ→０。 我们假设在网格点（ｘｋ,ｔｊ）上,差分方程（２）的截断误差为Ｅｋｊ,微分方程（１）的准确解为Ｕｋｊ,有　限差分方程（２）的准确解是ｕｋｊ,逼近误差是εｋｊ＝Ｕｋｊ－ｕｋｊ。我们记其中,Ａ,Ｂ是ｎ×ｎ的三对角矩阵,我们建立了下面的定理定理１： 对任何固定　,假如　,其中Ｓｉ是下面方程的解。定理２：假如　　,则有;假如　　,则,此时差分方程（２）依范数　稳定。     

交替方向法解椭圆型差分方程

用差分法求解自共轭椭园型方程的第一边值问题时,使用交替方向法［１］［２］具有很大的优越 性。本文对当空间维数力Ｐ时的这一类议程提出带某个实参数的交替方向格式,求出收敛的参数区 间,指出当ａｉｊ＝ａｊｉ ＝ ０（ｉ≠ｊ）时,对于收敛区域的任何参数,为使逐次近似达到指定的准确度所必 须实行的迭代数力０（ｌｎ　　）。其次对２和３维的情况,考虑用高准确度的差分方程逼近Ｌａｐｌａｃｅ算 子的微分方程时的线性方程组,建立了交替方向迭代格式,证明对所迭取的参数序列,为使误差缩 小一个因子 １０－Ｑ所必须突行的迭代数Ｎ仍为 ０（ｌｎ　）。特别孚Ｐ＝２时,Ｎ≤－１．２Ｑ ｌｏｇｓｉｎ　　　; 当Ｐ＝３时,Ｎ≤－１６．８１ Ｑｌｏｇｓｉｎ２　　。由于此时比通常的差分方程的截断误差来得小,可以 期望,随着步长相应的放大,总的计算量不一定会增加。     

结构布局几何可调的优化设计

对于结构优化设计问题其中X是设计变量;K是刚度矩阵;U是结构位移;F是外荷载;σ是应力.如果X分量含有结构布局的几何参数(如杆的长度、钣的面积、梁的长度等),则称为结构布局几何可调的优化设计问题.在上述问题中,h(X)=0是含有结构布局几何参数的等式关系.对于结构进行布局可调的优化设计,通常可以取得更为合理和良好的效果,然而为达到     

大型结构最佳设计的一个解法

引言 快速电子计算机的出现、数学规划及有限元素法的进展,为结构最佳设计提供了必要的条件。对于满足刚度约束、强度约束、几何及工艺约束条件下使结构重量最轻的结构最佳设计问题,可行方向法有较快的收敛速度。可行方向法在对非线性约束(如刚度约束、强度约束)求偏导数时,需要花费大量的计算时间,它随着设计变量个数的增加而急剧地增长着,成为解决大型结构最佳设计的主要障碍。在一般中型电子计算机上,用数学规划法要解决设计变量个数为200～300的结构设计问题,就是一个很困难的问题。针对这个问题,本文在对非线性约束条件(刚度及强度)进…