基于GEP的工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是把優(yōu)化算法和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,并應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論和技術(shù),是現(xiàn)代工程設(shè)計領(lǐng)域的重要研究方向。通過優(yōu)化設(shè)計,不僅可以降低結(jié)構(gòu)的重量和節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本,而且能夠改進(jìn)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等方面的性能。隨著工程結(jié)構(gòu)形式的大型化和復(fù)雜化,優(yōu)化問題出現(xiàn)了很高的非線性和非連續(xù)性,這使得傳統(tǒng)優(yōu)化方法由于各種局限不能滿足現(xiàn)代計算的要求。
　　近年來,計算機(jī)技術(shù)以及仿生學(xué)方法的不斷發(fā)展為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了新的可能?；虮磉_(dá)式編程(

2、Gene Expression Programming,簡稱GEP)是在21世紀(jì)初出現(xiàn)的遺傳計算家族中的新成員,由于其在函數(shù)發(fā)現(xiàn)、時間序列預(yù)測等方面的出色表現(xiàn)而越來越受到關(guān)注。本文以GEP算法及其在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用為內(nèi)容,著重對以下幾點(diǎn)進(jìn)行研究:
　　(1)在研究分析標(biāo)準(zhǔn)GEP算法的基本原理及其在參數(shù)優(yōu)化中的實(shí)現(xiàn)過程的基礎(chǔ)上,為提高GEP算法的進(jìn)化效率和減少陷入局部最優(yōu)的危險,通過引進(jìn)回溯機(jī)制,對標(biāo)準(zhǔn)算法進(jìn)行改進(jìn),并通過兩個參數(shù)優(yōu)

3、化的例子證明算法改進(jìn)后的效果;
　　(2)針對桁架結(jié)構(gòu)的截面尺寸優(yōu)化問題,將 GEP參數(shù)優(yōu)化的兩種方法(GEP-PO算法和 GEP-HZero算法)和有限元方法相結(jié)合,分別提出了用于解決連續(xù)型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和離散型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的GEP方法;
　　(3)將基于GEP的兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法分別應(yīng)用于單工況下的十桿平面桁架、二十五桿空間桁架和多工況下的七十二桿空間桁架的截面尺寸優(yōu)化設(shè)計,并以連續(xù)型的二十五桿空間桁架為例,對改進(jìn)GEP算法