渐进结构优化方法及算例
FEM方法和以单亲遗传算法为主PGA-FEM方法的研究,进行了支杆的布局拓扑多目标优化设计的算例分析研究,结果表明PGA-FEM具有更好的优化能力.文中还研究了优化启发条件对结构优化设计收敛效率的影响,以及目标函数的选取对结构优化效果的影响.(2)针对浮动壁实际结构模型,考虑到结构和工作条件的复杂性,开展上述多目标优化方法的进一步研究,并提出了一种递进式分阶段优化设计的策略,即在支杆数量一定的情况下,首先进行支杆布局拓扑优化,接着以支杆拓扑优化结果为初值点,进行支杆截面积的优化.然后,再以此结果为优化初值点,进行浮动壁壁板厚度的优化.文中所提出的优化策略基本思想和特点是逐步逼近的思想,即逐步增加设计变量,逐步增加复杂条件,从而化解优化技术难度,提高优化效率,使得优化过程容易监控.文中通过常温下和温度载荷作用下浮动壁结构的优化算例结果表明,所提出的优化方法和优化策略是成功的,并给出了良好的浮动壁结构的优化设计结果.(3)本文以ANSYS软件为技术平台,采用VC++编程,开发实现了本文的优化设计方法和优化设计策略,该程序具有可移植性好和优化分析能力强等优点.
8.期刊论文 孙明华.崔海涛.温卫东.SUN Ming-hua.CUI Hai-tao.WEN Wei-dong 基于精英保留遗传算法的连续结构多约束拓扑优化 -航空动力学报2006,21(4)
采用遗传算法对应力、位移及结构约束下的连续体结构进行拓扑优化.通过在遗传算法中引入精英保留的进化策略,保证算法的收敛性,改善优化结果.优化过程中,利用精英保留遗传算法进行结构优化,通过基于ANSYS软件的有限元技术进行结构的建模和分析.算例分析表明所提出的方法是合理、有效的.该方法可用于复杂工程结构的初始设计,并能够提供多种初始设计方案.
9.学位论文 冯超恒 基于现有软件的结构拓扑优化设计实现技术与程序系统 2006
与形状优化和尺寸优化相比，拓扑优化具有更大的优化效益，成为优化领域研究的热点。对于不同的问题，拓扑优化具有不同的问题提法，其求解方法各异。因此，研究适用于所求解问题的合适的拓扑优化的求解技术，快速开发出拓扑优化的程序，意义重大。本文在总结分析了结构拓扑优化的理论体系、问题提法和求解方法的基础上，研究了基于现有CAE软件的结构拓扑优化的实现技术以及程序系统。基于Strand7软件实践了所提出的拓扑优化设计技术，并开发了基于Strand7的拓扑优化程序系统。该系统能够实现基于均匀化方法和SIMP方法的结构拓扑优化设计，实现了消除棋盘效应、网格依赖性等数值不稳定性的方法。以该程序系统为平台，研究了散热结构拓扑优化问题的提法、求解方法和程序实现技术。主要研究内容和成果包括：
1.研究CAE软件与优化分析的连接技术，研究了拓扑优化中有限元分析技术，分析了拓扑优化与现有软件的接口技术，比较了各种开发方法的优点与不足，研究了基于Strand7作有限元分析工具的拓扑优化实现技术，通过Strand7API，成功实现了优化求解与Strand7有限元分析的连接，开发出可行的程序系统。
2.实现各种求解算法与数值问题的处理方法将数学规划法中可行方向法，序列线性规划法和序列二次规划法与拓扑优化集成，将针对SIMP方法的优化准则算法，应用于拓扑优化计算过程中，在算法上进行实现。分析拓扑优化计算中常出现的多孔材料、棋盘格、网格依赖性、局部极值等数值计算不稳定现象，程序实现了一种能有效去除棋盘格式和多孔材料的过滤数值算法。
3.实现不同优化目标为了深入拓展连续体结构拓扑优化的应用范围，描述了基于结构应变能，互变能等为目标的拓扑优化模型，并以有限元分析软件Strand7为基础，充分利用其各种分析功能，实现多种载荷边界条件，不同目标类型的拓扑优化。探讨了最佳散热问题的提法和求解方法，计算了各种实际算例，验证了所开发程序的有效性。
本文工作得到国家自然科学基金重点项目(10332010)、创新群体基金项目(10421202)、国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2006CB601205)以及教育部“新世纪优秀人才”资助计划(2004)的资助。
10.期刊论文 王中华.温卫东 基于自适应遗传算法的连续体结构的拓扑优化 -机械科学与技术2004,23(11)
采用遗传算法,用染色体基因映射结构离散化后的单元体,通过改变基因代码实现连续结构的拓扑.优化过程中,利用遗传算法进行结构优化,通过有限元技术对结构进行建模和分析.在遗传算法中,采用自适应的交叉和变异算子,提高优化分析效率,改善优化分析结果.算例分析表明所提出的方法是有效的.
引证文献(1条)
1.苑锋.鹿晓阳.陈世英 水平集拓扑优化方法的改进[期刊论文]-山东建筑大学学报 2007(6)
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下载时间：2010年11月9日