基于枚舉刪除的ESO算法研究.pdf

1、隨著時代的快速發(fā)展，各工程領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)的性能要求也越來越高，設(shè)計中要考慮的因素也越來越復(fù)雜，因此，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法往往難以應(yīng)付。同時，新結(jié)構(gòu)和新材料的不斷涌現(xiàn)也給傳統(tǒng)設(shè)計方法提出了挑戰(zhàn)。在這種情形下，結(jié)合計算機技術(shù)和有限元方法的現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)運而生。而漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化（ESO）方法因其概念簡單、思想樸素、易于實現(xiàn)而廣泛運用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化中。自ESO方法提出至今，該方法得到了快速的發(fā)展，現(xiàn)已廣泛運用于結(jié)構(gòu)應(yīng)力、剛度、頻率、屈曲等優(yōu)化中。然而，

2、該方法卻一直被視為是完全啟發(fā)式算法，目標函數(shù)與優(yōu)化準則之間缺乏合理的聯(lián)系。因此，以應(yīng)力、剛度等不同靈敏度作為優(yōu)化準則來確定單元的低效性，從而將這些低效刪除的做法缺乏合理性，這些低效單元的刪除無法確保結(jié)構(gòu)不失效。Rozvany提出質(zhì)疑 ESO有效性的 Tie-beam算例也說明傳統(tǒng)ESO方法存在這一缺陷。
　　本文在傳統(tǒng)的ESO方法中引入了枚舉法。通過對刪除單元后的結(jié)構(gòu)進行二次有限元計算，提取結(jié)構(gòu)當前的平均柔度，當結(jié)構(gòu)平均柔度發(fā)生巨

3、大跳變時，則應(yīng)停止原ESO的迭代，返回前一步刪除的單元，轉(zhuǎn)而調(diào)用枚舉法搜索低效單元。通過枚舉法先選出當前體積比下要刪除單元的所有組合，然后分別刪除這些單元集，通過比較分別刪除這些單元集后對應(yīng)的目標函數(shù)值大小，確定當前步要刪除的最低效的單元集，然后刪除這些單元。通過算例驗證，本文基于枚舉刪除的ESO方法不僅能夠獲得傳統(tǒng)ESO方法的優(yōu)化結(jié)果，而且能夠徹底避免傳統(tǒng)ESO方法誤刪而引起的Tie-beam類算例的失效。同時，該算法受初始優(yōu)化參數(shù)和