基于降维算法的车身可靠性优化

基于降维算法,以最小化车身质量作为优化目标,选取车身弯曲和扭转刚度功能函数可靠度作为约束条件,建立了一种新的车身可靠性优化模型。利用降维算法,建立了新的n个一维函数模型近似替代原功能函数,借助泰勒级数和统计矩理论,求解车身功能函数的前4阶矩信息,并通过4阶矩法,得到车身可靠度;通过基于改进自适应遗传算法的优化方法与可靠性评定,将该嵌套优化问题解耦为单层优化问题;优化每一迭代步,采用罚函数法来改进适应度函数。与传统可靠性优化方法相比,本文方法无需多重积分求解功能函数统计矩,无需迭代搜索最可能失效点,且可避免种群陷入局部最优的缺陷。数值算例结果表明:所提方法具有较高的计算精度和较好的适应性。

基于单变量函数分解的结构区间静力响应分析

针对含有界但未知不确定性的结构静力响应问题,提出了一种单变量函数分解的区间有限元法。首先,将区间有限元的位移函数在单变量点处进行高阶Taylor展开,推导出其单变量函数分解区间表达式。然后,利用单变量区间函数分解,将n维位移函数近似表达为n个一维函数的和函数,每个一维函数有且仅有1个区间参数,其余区间参数被它们的区间中点代替。由此,将n维函数上、下界的求解问题转换为求解一维函数的上、下界,计算成本降低且易于实现。与现有的区间摄动有限元法相比,该方法不需要计算位移函数对不确定变量的灵敏度,且不需要计算结构刚度矩阵的逆,并适合求解强非线性的响应函数。数值算例结果表明文中方法是有效可行的。

基于泰勒展开法的结构混合可靠性分析

针对既有随机变量又有区间变量的混合不确定性问题,提出一种新的可靠性分析方法。该方法基于泰勒展开,得到了结构功能函数上界和下界的表达式;借助于降维方法,将功能函数近似表示为n个一维变量函数之和,利用泰勒展开,推导结构功能函数的前4阶中心矩;运用四阶矩法可分别获得结构失效概率的上界和下界。该方法无需随机变量的分布概型,避免了对迭代最可能失效点的求解。数值算例结果表明,该方法具有较高的计算精度和较好的适应性。

可见光催化合成二氟烷基取代的多环吲哚化合物

多环吲哚分子广泛地存在于天然产物和药物分子中,并且在医药农药和染料工业上有着广泛的应用.尽管目前合成吲哚多环类化合物的方法已经取得相当的发展,但探索更高效、更温和的合成高度官能团化的吲哚多环类化合物的实验策略依然具有重要的科研意义与价值.在可见光催化条件下,以二氟烷基溴化物作为氟源,3-吲哚烯烃类化合物作为底物,通过自由基串联环化反应,一步合成了具有季碳中心的二氟烷基吲哚类化合物.该方法操作简单,条件温和,底物适应范围广泛,产物收率良好,为含氟的多环吲哚化合物提供了绿色、高效的合成路径.

基于降维算法和Chebyshev多项式的结构区间分析

为解决现有配置方法在构建替代模型中易陷入维度灾难问题,提出了一种基于降维算法和Chebyshev多项式的结构区间分析方法.首先,基于降维算法将结构的n维原始响应函数分解为多个一维函数的和函数;然后,利用Chebyshev多项式,将上述一维响应进行拟合,构造了只由单变量函数组成的实际结构响应的替代模型使原始n维正交多项式的求解问题转换成求解多个一维正交多项式,计算成本降低且易于实现;最后,通过区间运算寻找替代模型的极值,得到结构响应的边界.数值算例验证了该方法的准确性和有效性.

随机载荷作用下的结构疲劳寿命区间分析

传统的概率方法分析结构疲劳寿命时,需要大量的样本以确定随变量的概率密度分布,而且概率密度函数较小的误差将会引起结构疲劳寿命较大的误差。针对这种情况,提出了一种随机载荷作用下结构疲劳寿命的区间分析模型。将影响结构疲劳寿命的不确定因素视为区间变量,给出了随机载荷作用下结构疲劳寿命的降维表达式,结合区间数学方法,得到了结构疲劳寿命的上限和下限。数值算例表明,与Taylor方法相比,基于降维算法的结构疲劳寿命区间分析方法具有较高的精度。对于强度极限和疲劳参数而言,一阶降维算法和二阶Taylor方法精度相当;而对于疲劳载荷,当其变化范围较大时,Taylor方法已经不能满足精度要求,而二阶降维算法仍然具有较高的计算精度和稳定性,其计算精度在一定范围内和遗传算法大致相当,但计算效率却远高于遗传算法。