基于相对差商与GA的离散变量结构优化研究

针对离散变量结构优化设计中存在的NP问题,提出了相对差商-遗传算法混合优化设计思想,建立了混合优化数学模型。在隔代映射遗传算法的基础上引入自适应策略,使得IP_GA中的交叉、变异概率根据适应度大小自动调节,提高了收敛速度及解的质量。比较结果表明,该方法在处理目标函数与约束函数具有单调变化性质的离散变量优化问题时,具有很好的可行性。

基于相对差商与改进遗传算法的离散变量结构优化研究

针对离散变量结构优化设计中存在的NP问题,笔者提出了相对差商-遗传算法混合优化设计思想,建立了混合优化数学模型。在隔代映射遗传算法基础上引入自适应策略,使IP_GA中的交叉、变异概率根据适应度大小自动调节,提高了收敛速度及解的质量。比较结果表明:该方法在解决一类目标函数与约束函数具有单调性质的离散变量优化问题中,具有很好的可行性。

基于相对差商与序列两级算法的离散变量结构优化研究

针对离散变量结构优化设计中存在的NP问题,提出了相对差商-序列两级混合优化设计思想,建立了混合优化数学模型。在可行集外由目标函数最小点出发,沿目标函数增加最小、约束函数降低最多的方向逐步搜索,通过整体与局部两级约束划分,提高了收敛速度与全局搜索能力。比较结果表明,该方法在解决一类目标函数与约束函数具有单调性质的离散变量优化问题中,具有很好的可行性。

结构优化设计中的组合遗传算法

针对标准遗传算法存在的早熟收敛、随机振荡和收敛速度慢等缺陷,采取改进措施.利用混沌序列的随机遍历性生成初始种群,并把相对差商算法的优化解加入到初始种群中,改善初始种群的性能.采用适应度的指数尺度变换改进传统的适应度评价函数.相对差商算法局部搜索能力强,而遗传算法具有较强的全局搜索性,发挥两者的优势,提出组合遗传算法.把相对差商算法作为一个与选择、交叉、变异平行的遗传算子嵌入到改进遗传算法中,提高局部寻优能力,防止早熟收敛.通过十杆平面桁架的数值算例来验证组合遗传算法应用的可行性和有效性,组合遗传算法的优化结果也远好于标准遗传算法和改进遗传算法.

具有动应力、位移和稳定性约束的离散变量桁架结构布局优化设计算法

给出了在动应力、动位移和动稳定约束下离散变量结构布局优化设计问题的数学模型,用“拟静力”算法,将具有动应力约束、动位移约束和动稳定约束的离散变量结构布局优化设计问题化为静应力、静位移和静稳定约束的优化问题,然后利用两级优化算法求解该模型.优化过程由两级组成,拓扑级优化和形状级优化.在每一级,都使用了综合算法,并且在搜索过程中都根据两类设计变量的相对差商值进行搜索.对包含稳定约束和不包含稳定约束的优化结果做了比较,结果显示稳定性约束对优化结果产生较大的影响.

应力约束下预应力钢桁架离散变量优化设计

对影响预应力钢桁架优化设计的2类变量,包括连续的索力值和离散的截面尺寸进行研究.建立了以应力和结构质量为约束条件、以最小化结构应变能为目标函数的数学优化模型.以杆件在预应力和外荷载共同作用下储存应变能最小确定施加在索上的预拉力.计算构件由于尺寸改变引起结构质量变化和应变能变化之比的相对差商,以此确定搜索方向.应用渐进结构优化法逐步调整构件截面尺寸,循环迭代,直至索力值和截面尺寸达到最优.算例与预应力钢结构理论结果相吻合,可为预应力钢结构工程设计提供最优的索力值和型钢的选择.

离散变量框架结构的可靠性优化

以框架结构系统的可靠性分析为基础，给出离散变量框架结构可靠性优化的相对差商方法及迭代格式，并用算例证明了该法的有效性及实用性．

基于离散变量的网壳结构优化设计

以杆件横截面及工程中常用的两种球节点体积为设计变量 ,以工程造价为目标函数 ,采用基于离散变量的两级优化方法对空间网壳结构进行了优化设计 ;并采用Algor软件对优化设计结果进行了验证。为提高精度 ,在优化设计过程中采用了 0阶修正。最后通过两个算例 ,与满应力优化设计结果进行了比较 ,验证了该方法的正确性和有效性。

基于ANSYS二次开发的车架轻量化设计系统

以板壳单元的研究为出发点,采用离散变量一维搜索和相对差商两种算法,对车架进行应力和位移优化;通过运用ANSYS程序语言APDL和ANSYS图形界面语言UIDL编写程序和菜单,开发出相应的车架轻量化设计系统。

一种求解离散变量结构优化的混合算法

将离散变量结构优化设计的相对差商算法和进退法相结合,提出了一种求解离散变量结构优化设计的混合算法—以相对差商法为算法主体。同时借鉴进退法的思想,逐步前进或后退截面序号,编制程序,并通过算例与拟满应力算法比较,验证混合算法的优越性。

基于离散变量的桁架结构截面优化及软件实现

以杆件横截面为设计变量,以结构重量为目标函数,采用基于离散变量的序列两级优化方法对桁架结构进行优化设计;在优化设计过程中采用了0阶修正,并且利用PCL语言在有限元软件MSC.NASTRAN和MSC.PATRAN上开发出了解决含应力约束和位移约束的桁架结构离散截面优化问题的程序。