检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2003年第5期37卷 535-538页

作者：文毅武广号张建辉徐晓枫黄永苍叶国平西安交通大学建筑工程与力学学院西安710049 东方锅炉(集团)股份有限公司

提出了优化设计中对设计变量和约束条件进行缩减和分解的方法.设计变量可分解为基本设计变量和复合设计变量,复合设计变量是基本设计变量的函数或综合;约束条件可根据它与计算过程的关系和作用范围分步、分阶段考虑;对于离散结构的实体... 详细信息

提出了优化设计中对设计变量和约束条件进行缩减和分解的方法.设计变量可分解为基本设计变量和复合设计变量,复合设计变量是基本设计变量的函数或综合;约束条件可根据它与计算过程的关系和作用范围分步、分阶段考虑;对于离散结构的实体杆件,可以根据受力和对结构的作用情况分成5类,常用截面分成24种类型.最后通过一个三维空间实例,证明所提方法优化效率高,效果明显,可节约材料39 26%,是求解大规模离散变量工程结构最轻设计问题的较好方法.

关键词：结构优化离散设计变量约束条件

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基于离散变量的多材料结构拓扑优化设计

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计算力学学报 2024年第4期41卷 611-617页

作者：刘宏亮王成梁缘沈阳航空航天大学辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室沈阳110136 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

多材料结构拓扑优化相比于单材料结构优化具有更大的设计空间,展现出巨大的设计潜力和应用前景。本文基于离散设计变量研究多材料结构拓扑优化,通过建立有效的设计优化方法,获得轻质高效的结构设计。首先,根据离散变量的特点,建立多材... 详细信息

多材料结构拓扑优化相比于单材料结构优化具有更大的设计空间,展现出巨大的设计潜力和应用前景。本文基于离散设计变量研究多材料结构拓扑优化,通过建立有效的设计优化方法,获得轻质高效的结构设计。首先,根据离散变量的特点,建立多材料结构拓扑优化模型,由离散变量下约束函数和目标函数的灵敏度信息构造序列近似整数规划子问题,采用运动极限策略限制设计变量的改变量以保证整数规划子问题的近似精度。为了解决离散变量的组合复杂性,采用具有多项式复杂度的正则松弛算法来高效求解(和经典的连续变量算法效率相当)。本文利用多材料结构最小柔顺性优化问题以及最大传热效率优化问题研究离散变量方法的有效性。数值算例表明,离散变量优化方法可以获得稳定迭代收敛的多材料拓扑设计,优化构型中的材料界面清晰分明,有效避免了出现模糊区域。

关键词：拓扑优化离散设计变量整数规划多材料结构

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基于离散变量方法的多材料结构拓扑优化设计研究

基于离散变量方法的多材料结构拓扑优化设计研究

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作者：王成沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

拓扑优化设计方法是一种在给定的设计空间内优化结构的材料布局,找到最优的材料分布的结构优化设计方法,可以在减轻结构重量的同时提高结构的整体性能。拓扑优化作为近数十年来比较新颖的概念性设计工具,为航空航天、机械、土木建筑等... 详细信息

拓扑优化设计方法是一种在给定的设计空间内优化结构的材料布局,找到最优的材料分布的结构优化设计方法,可以在减轻结构重量的同时提高结构的整体性能。拓扑优化作为近数十年来比较新颖的概念性设计工具,为航空航天、机械、土木建筑等科学技术领域的结构轻量化研究提供了新思路。随着工程应用对结构性能的要求越来越高,多材料结构拓扑优化方法成为了学者们研究的重点对象。多材料结构拓扑优化通过具体选择结构中每一点采用不同属性的材料,以满足更高的结构性能需求。随着增材制造技术的快速发展,通过多材料结构拓扑优化获得的复杂设计构型可以更加方便地应用到工程结构设计当中。对于多材料结构拓扑优化的一些难点及挑战,例如,材料分布界面不清晰,材料界面的耦合问题,结构中材料的虚假退化与虚假共存问题,以及在工程实际应用上涉及较多的非规则网格复杂设计域的问题和尺寸控制问题。本文为了更好地解决上述的一些问题,聚焦于发展一种基于离散变量的总质量约束下的多材料结构拓扑优化算法。具体研究内容如下:本文方法利用递归多相材料插值格式建立离散设计变量分别与单元杨氏模量和材料密度的关系,并利用离散变量下的灵敏度信息构造序列近似整数规划子问题,采用运动极限策略限制设计变量的改变量以保证整数规划子问题的近似精度。为了解决离散变量的组合复杂性,采用具有多项式复杂度的正则松弛算法来高效求解(和经典的连续变量算法效率相当)。数值算例表明,该方法可以获得界面显示清晰的多材料构型设计,同时具有自由地材料共存与退化能力,说明了递归多相材料插值格式下离散变量相比于连续变量更具优势。基于上述提出的多材料拓扑优化方法,本文深入讨论了质量约束下的材料选择问题,指出传统的以比刚度作为材料在设计中是否共存或退化的判定条件具有局限性,扩展了文献中的材料共存的必要性条件。并通过与其他文献中多材料优化结果在同条件下的比较,说明了本文方法相比于其他算法的一些优势。另外,提出了多材料相和空白相的最小尺寸控制方法。数值算例表明,该方法不仅可以精确控制各材料相(包括空白相)的最小尺寸,同时可以解决多材料相的界面问题和边界扩散问题,显著提高了多材料设计的可制造性。最后,也将该方法成功应用于更贴近工程实际的复杂设计区域非规则网格问题,以及规模更大,自由度更多的三维问题中。

关键词：拓扑优化离散设计变量整数规划多材料结构最小尺寸控制

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粒子群算法在工程优化设计中的应用

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机械工程学报 2008年第12期44卷 226-231页

作者：于颖李永生於孝春南京工业大学机械与动力工程学院南京210009 中国药科大学药学院南京210009

将粒子群算法与惩罚函数法相结合,建构一种离散粒子群算法,解决工程上非线性约束离散变量优化设计问题。为实现离散变量与连续变量的转化,构造了相应的扩张函数,提出惩罚因子的确定策略。通过容器设计算例验证,粒子群算法方法优于文献... 详细信息

将粒子群算法与惩罚函数法相结合,建构一种离散粒子群算法,解决工程上非线性约束离散变量优化设计问题。为实现离散变量与连续变量的转化,构造了相应的扩张函数,提出惩罚因子的确定策略。通过容器设计算例验证,粒子群算法方法优于文献所列方法。应用粒子群算法、惩罚函数法及所提出的策略对波纹管工程实例进行优化设计,其单位重量下整体波纹管的补偿量比在用产品提高了79.96%,与理论解接近,进一步证明了离散粒子群算法及策略在处理工程非线性约束离散优化设计问题时的有效性,其为工程上类似优化设计提供借鉴。

关键词：工程优化设计粒子群算法离散设计变量惩罚函数惩罚因子全局最优解

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飞行器多学科设计优化概述

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宇航学报 2004年第6期25卷 697-701页

作者：王书河何麟书北京航空航天大学宇航学院北京100083

针对飞行器多学科设计优化进行了概述。提出多学科设计优化的综合性定义,介绍了国内外发展现状。指明多学科设计优化的组成要素和存在学科耦合、计算耗时两个难点,并认为其关键问题是离散设计变量和非数值型综合设计变量处理、工程综合... 详细信息

针对飞行器多学科设计优化进行了概述。提出多学科设计优化的综合性定义,介绍了国内外发展现状。指明多学科设计优化的组成要素和存在学科耦合、计算耗时两个难点,并认为其关键问题是离散设计变量和非数值型综合设计变量处理、工程综合评估、数据流管理等。阐述了可用于多学科设计优化的各种方法及其优缺点。并提出了多学科设计优化的研究重点。

关键词：飞行器多学科设计优化离散设计变量非数值型综合设计变量数据流管理

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离散粒子群算法的波纹管优化设计研究

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化学工程 2008年第4期36卷 75-78页

作者：于颖李永生於孝春中国药科大学药学院江苏南京210009 南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京210009

为了解决波纹管所涉及的非线性约束离散变量的优化设计问题,文中尝试将粒子群算法与惩罚函数法相结合,建立新型离散粒子群算法,实现离散变量与连续变量之间的转化。提出了一种新的离散惩罚因子更新策略,以保证离散解的精度及算法的收敛... 详细信息

为了解决波纹管所涉及的非线性约束离散变量的优化设计问题,文中尝试将粒子群算法与惩罚函数法相结合,建立新型离散粒子群算法,实现离散变量与连续变量之间的转化。提出了一种新的离散惩罚因子更新策略,以保证离散解的精度及算法的收敛性。通过著名的容器设计算例验证,文中方法优于文献方法。用该方法对波纹管工程实例进行优化设计,优化目标值比在用产品提高了79.96%,且与理论值接近,离散解的精度满足要求,进一步证明了该方法在求解波纹管工程非线性约束离散变量优化设计问题时的有效性。

关键词：波纹管优化设计离散设计变量非线性约束粒子群算法惩罚函数全局最优解

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地下洞群支护优化设计的综合评价方法

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水力发电 2010年第12期36卷 8-10,26页

作者：崔臻盛谦刘继国田乐中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056 黄河规划勘测设计有限公司河南郑州450003

在大渡河流域某水电站地下洞群支护优化研究中,引入基于强度折减法的地下洞室群整体安全系数作为围岩支护效果的主要评判指标,结合洞周最大变形及洞周关键部位收敛率等局部性指标,通过多种支护方案的对比综合研究,提出了一种多指标综合... 详细信息

在大渡河流域某水电站地下洞群支护优化研究中,引入基于强度折减法的地下洞室群整体安全系数作为围岩支护效果的主要评判指标,结合洞周最大变形及洞周关键部位收敛率等局部性指标,通过多种支护方案的对比综合研究,提出了一种多指标综合优化分析方法。研究表明,该方法适合于求解具有离散设计变量和非确定性因素的工程设计问题,对洞群稳定性有较大改善。

关键词：地下洞群支护效果优化设计综合评价方法 Design Optimization 多指标综合优化整体安全系数离散设计变量强度折减法地下洞室群大渡河流域最大变形支护方案优化研究评判指标某水电站关键部位工程设计分析方法对比综合

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子集模拟算法改进研究

子集模拟算法改进研究

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作者：马远卓南京航空航天大学

学位级别：硕士

结构可靠性，是可靠性工程的一个分支，它对于保障结构产品的安全十分重要。随着现代有限元技术和运动仿真技术的发展，结构可靠性分析的基础得到了极大的完善，但亟待解决的问题仍有很多，尤其是高维、复杂结构的可靠度分析。近几十年... 详细信息

结构可靠性，是可靠性工程的一个分支，它对于保障结构产品的安全十分重要。随着现代有限元技术和运动仿真技术的发展，结构可靠性分析的基础得到了极大的完善，但亟待解决的问题仍有很多，尤其是高维、复杂结构的可靠度分析。近几十年，针对这一问题，已发展起来有很多方法。子集模拟方法即为其中最成功方法之一，它在处理高维问题时表现出优异的高效性和稳健性。需要指出，子集模拟方法只能处理单一随机响应的可靠度分析问题。而结构可靠性分析中，一次估计多个随机响应（即多个极限状态函数）的失效概率一直以来都是非常具有挑战性的研究工作。针对该问题，本文在前一部分提出一种改进子集模拟方法。通过定义一系列中间统一事件，所提方法避免了多随机响应问题中遇到的排序问题。整个模拟过程由中间统一事件控制，在一次子集模拟计算中同时估计多个随机响应的全部失效概率。该部分选用两个典型算例及两个高维结构可靠度分析的标准考题，通过与直接蒙特卡洛模拟方法、原始子集模拟方法的对比，验证所提方法的计算效率、精度及稳健性。同时，随着子集模拟方法的应用和推广，它已经被发展起来用于处理连续设计变量的结构优化问题，但仍然无法解决离散设计变量的优化问题。因此，本文在后一部分详细地提出了一种基于子集模拟方法的离散搜索方法。该方法旨在解决结构设计优化中一个十分具有挑战性的问题——含有离散设计变量的桁架结构设计优化。该方法将离散设计变量转化为随机变量，在标准正态空间内完成子集模拟优化的抽样过程，并同时在离散设计空间内进行优化过程。该部分选取四个典型的桁架结构优化设计的基本问题，将子集模拟优化方法的计算结果与其他几类常见的随机优化方法的结果进行比较。相比其他几类随机优化方法，子集模拟优化方法能够计算出与前者相同或者更好的最优设计。

关键词：子集模拟多随机响应中间统一事件结构优化离散设计变量桁架结构变量转换方法

来源：评论

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基于粒子群-布谷鸟搜索算法的桁架结构优化设计

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三峡大学学报（自然科学版） 2017年第1期39卷 69-73页

作者：朱钦杨海霞河海大学力学与材料学院南京210098

为进一步提高布谷鸟搜索(Cuckoo Search,CS)算法在桁架结构优化设计中的适应性能,克服CS算法搜索新解过程相对盲目、速度慢、精度低的缺点,把粒子群(PSO)算法中粒子位置更新思想引入到CS算法中,并将粒子群-布谷鸟搜索(PSO-CS)算法应用... 详细信息

为进一步提高布谷鸟搜索(Cuckoo Search,CS)算法在桁架结构优化设计中的适应性能,克服CS算法搜索新解过程相对盲目、速度慢、精度低的缺点,把粒子群(PSO)算法中粒子位置更新思想引入到CS算法中,并将粒子群-布谷鸟搜索(PSO-CS)算法应用于桁架结构尺寸优化设计.以10杆经典桁架为例,在满足应力约束、位移约束的条件下,对桁架结构进行尺寸连续设计变量和离散设计变量最优化设计,并与其他优化算法的结果进行对比.数值算例结果表明,PSO-CS算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好的特点,可以有效地解决桁架结构尺寸优化问题.

关键词： CS算法 PSO-CS算法桁架结构尺寸优化连续设计变量离散设计变量

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基于离散惩罚的PSO算法的波纹管优化设计研究

基于离散惩罚的PSO算法的波纹管优化设计研究

引用

第十届全国膨胀节学术会议

作者：于颖李永生於孝春中国药科大学南京 210009 南京工业大学南京 210009

为了解决波纹管所涉及的非线性约束离散变量的优化设计问题,本文尝试将粒子群算法与惩罚函数法相结合,建立新型离散粒子群算法,实现离散变量与连续变量之间的转化,解决非线性约束离散变量优化设计问题.本文提出了一种新的离散惩罚因子... 详细信息

为了解决波纹管所涉及的非线性约束离散变量的优化设计问题,本文尝试将粒子群算法与惩罚函数法相结合,建立新型离散粒子群算法,实现离散变量与连续变量之间的转化,解决非线性约束离散变量优化设计问题.本文提出了一种新的离散惩罚因子更新策略,以保证离散解的精度及算法的收敛性.通过著名的容器设计算例验证,本文方法优于文献方法.用本文方法对波纹管工程实例进行优化设计,优化目标值比在用产品提高了79.96％,且与理论值接近,离散解的精度满足要求,进一步证明了本文方法在求解波纹管工程非线性约束离散变量优化设计问题时的有效性.本文工作可为工程上类似非线性约束离散变量优化设计提供借鉴.

关键词：波纹管优化设计离散设计变量非线性约束粒子群算法惩罚函数全局最优解 PSO算法

来源：评论

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