基于遺傳算法的結構可靠性優(yōu)化問題的初步討論.pdf

1、隨著工程結構的日益大型化、復雜化，影響結構性能的設計參數(shù)越來越多，限制約束條件越來越苛刻和復雜，與此同時對結構的安全性能的要求卻越來越高，傳統(tǒng)的設計方法往往使設計周期大大增加，而且很難對眾多的設計參數(shù)進行正確的選擇，這樣設計出來的結構其綜合性能往往不能達到理想狀態(tài)。而優(yōu)化設計不僅可以降低結構的重量和材料成本，還能夠改進結構的強度、剛度、振動和穩(wěn)定性等性能，從而使結構最大限度的滿足經(jīng)濟與安全的要求，因此具有重要的應用價值?！　〗Y構優(yōu)化設

2、計出現(xiàn)迄今已有近百年的歷史，特別是在過去的四十年內，無論在理論、算法還是在應用方面都取得了很大的進展。但是基于可靠性結構優(yōu)化設計的研究歷史卻不是很長，本文主要考慮桁架結構的優(yōu)化問題，首先建立數(shù)學模型，即以橫截面積為設計變量，以重量最小為優(yōu)化目標，以可靠性指標為約束條件進行優(yōu)化。通過對傳統(tǒng)優(yōu)化方法的分析，通過對可靠性指標求二階導，求出基于可靠性結構優(yōu)化的Hessa矩陣，發(fā)現(xiàn)對于合理的可靠性指標，傳統(tǒng)方法是適用的，但對于較小的可靠性指標是不

3、適用的?！　】煽啃詢?yōu)化問題的基本難點在于系統(tǒng)每優(yōu)化一次，參數(shù)、變量就要重新賦值，就要重新計算系統(tǒng)可靠度。本文以PNET法為基礎，分析結構系統(tǒng)可靠性，以及可靠性指標對設計變量敏度分析，給出敏度分析的精確表達式。并以此為基礎進行了結構系統(tǒng)在可靠度約束下的重量最小化設計?！　♂槍鹘y(tǒng)方法的缺點，分析了目前比較流行的進化算法，最終選擇以遺傳算法為優(yōu)化設計的主要算法，遺傳算法是建立在自然選擇和群體遺傳學機理基礎上的迭代、進化，具有廣泛適用性的