【摘要】： 結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)是當(dāng)前工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域的前沿性課題，其中的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)優(yōu)化(以動(dòng)位移、動(dòng)應(yīng)力為目標(biāo)函數(shù)或約束)近年來(lái)受到廣泛重視。 本文采用了曲率模態(tài)、有限元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法相互結(jié)合的方法，對(duì)承受沖擊載荷作用的變截面懸臂箱型梁，在動(dòng)應(yīng)力滿足材料許用應(yīng)力的約束下，以質(zhì)量最小為目標(biāo)函數(shù)，做了優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究。 首先，應(yīng)用有限元方法，基于曲率模態(tài)疊加原理計(jì)算曲率，進(jìn)而計(jì)算應(yīng)變、應(yīng)力。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)變量的選擇很重要，如果選擇的設(shè)計(jì)變量不合適，可能導(dǎo)致不真實(shí)或不可行的設(shè)計(jì)，因此，在這個(gè)過(guò)程中，分析了結(jié)構(gòu)各種參數(shù)對(duì)動(dòng)應(yīng)力以及優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的影響。經(jīng)過(guò)比較、分析，建立了優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，確定了設(shè)計(jì)變量及其變化范圍，以及約束函數(shù)和目標(biāo)函數(shù)。 其次，由于動(dòng)應(yīng)力的有限元法計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，計(jì)算量巨大，在應(yīng)用優(yōu)化算法時(shí)，需要反復(fù)計(jì)算，為了使優(yōu)化過(guò)程可行，設(shè)計(jì)了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用有限元計(jì)算的樣本數(shù)據(jù)建立起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)(輸入)與動(dòng)應(yīng)力(輸出)的非線性映射關(guān)系，，從而代替有限元法，快速計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)應(yīng)力。 遺傳算法是一種模擬生命進(jìn)化機(jī)制的搜索和優(yōu)化方法，與常規(guī)優(yōu)化算法相比，具有隱含并行性和全局搜索特性，因此選擇遺傳算法進(jìn)行尋優(yōu)計(jì)算。其中對(duì)于約束條件，采用違約解修正法來(lái)改進(jìn)，目的是把遺傳操作中產(chǎn)生的不可行個(gè)體，經(jīng)過(guò)修正變化成可行個(gè)體。最后，對(duì)于優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行有限元法驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：TH122

【參考文獻(xiàn)】

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