静动载约束桁架结构拓扑优化的微分演化算法

结构在使用期内严重的动载激励下,频率影响变得非常重要且不能被忽视。为了获得全局最优解和解决固有频率、应力、位移、屈曲以及动态失稳等静动荷载约束耦合给优化问题带来的困难,将微分演化算法(differential evolution, DE)应用于桁架结构的拓扑优化问题中。以结构重量极小化为目标函数,采用同时考虑桁架尺寸和拓扑变量的一阶段分析法,建立了多工况荷载作用的桁架拓扑优化数学模型,该模型能较好地解决奇异最优解和不必要分析的问题。算例结果表明:所提的分析方法能够有效、方便地对桁架结构进行拓扑优化设计。