遗传算法在随机参数刚架结构概率优化设计中的应用

关 键 词:结构设计论文
资料等级:遗传算法在随机参数刚架结构概率优化设计中的应用
发布时间:2014-7-18
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                                          遗传算法在随机参数刚架结构概率优化设计中的应用
在许多工程结构问题中,结构本身或作用荷载的随机性是客观存在的。对于此类结构,常规的确定性的结构分析模型与优化设计方法将无法反映出这些随机因素对结构分析和设计结果的影响。因此,研究基于概率(可靠性)的随机参数结构分析模型与优化设计方法,具有着重要的理论意义和现实的工程背景。目前,基于概率(可靠性)的结构优化设计研究已经取得了不少成果。文献[V1对近年来我国结构可靠性优化设计研究方面的工作进行了综述。文献E2-1对随机荷载作用下的框架结构进行了基于可靠性的优化设计。文献Es-1在基于随机有限元法的结构优化设计中,考虑了作用荷载和结构抗力的随机性。文献[4]同时以杆系结构的位移概率和体系安全概率为约束,开展了多工况下的结构拓扑优化设计。文献Es-I对结构材料物理参数具有随机性的梁、板结构进行了基于概率的动力特性优化设计研究。然而,迄今所见到的大部分研究工作均是针对确定性结构模型,或者是确定性结构承受随机性载荷这样一些不完全的随机模型,而对随机结构的分析主要利用的是基于小参数的摄动随机有限元方法。

编辑评价
对随机参数刚架结构在随机荷载作用下基于概率的优化设计进行了研究。同时考虑结构的物理参数和作用荷载等的随机性,建立以杆截面积为设计变量、结构质量均值极小化为目标函数、具有刚度和强度可靠性约束的优化设计数学模型,通过可靠性约束等价显式化处理和引入罚函数,将原概率约束优化问题转化为无约束优化问题,利用遗传算法求解。算例表明:文中提出的模型和方法是合理有效的。
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