开孔圆柱壳屈曲优化的均匀设计序列响应面方法

为了减少优化中原模型的分析次数,提高优化效率,提出一种序列二次响应面近似优化方法.该方法基于均匀设计建立一个由低精度的全局响应面和精度逐渐提高的局部响应面组成的近似模型,其中,全局响应面用于确定初始子区域,而局部响应面获得问题在子区域内的优化解;采用基于归一化优化解相对位置的运动极限新准则更新子区域,通过子区域内样本点的继承和增补构造响应面并求解,重复迭代过程,实现问题的优化求解.最后通过5组典型测试函数和一个工程设计问题的优化求解验证了文中方法的有效性——可以高效率地完成开孔圆柱壳最大屈曲载荷的优化设计,展现出求解高计算成本工程优化问题的良好应用前景.

基于超椭圆方程和序列响应面法的回转壳开孔形状优化

含有多种功能开孔的轻质回转壳结构是航空航天结构系统内的常用支撑构件,其开孔形状直接影响结构的静动态性能。以回转壳结构为对象,基于超椭圆方程和坐标映射变换推导了回转壳开孔边界的参数化表达,开展了开孔形状动力学优化研究。为提高结构优化计算的精度、效率和收敛性,提出了准等弧长方法和基于均匀设计的序列响应面近似建模方法(SRSM),以分别实现空间超椭圆曲线的精确逼近、减少结构有限元分析成本和加快迭代收敛。以非支配排序遗传算法II(NSGA-II)作为响应面模型求解算法,结合有限元分析构建了回转壳开孔形状优化设计流程,开展了最大化结构一二阶频率带隙的典型回转壳结构开孔形状优化设计。结果表明,基于超椭圆方程和序列响应面法的开孔优化方法获得了有效改进结构动态特性的回转壳开孔形状,对开展计算耗时工程结构形状优化设计具有一定应用价值。