結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)漸進(jìn)優(yōu)化方法研究.pdf

1、漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法作為拓?fù)鋬?yōu)化方法中的一種，簡稱漸進(jìn)法。該方法利用有限元單元離散優(yōu)論設(shè)計(jì)域，通過選取適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)則來界定每個(gè)單元對結(jié)構(gòu)某特性的重要程度，根據(jù)準(zhǔn)則評定的重要程度從結(jié)構(gòu)中逐步刪除無效或低效的單元，最后剩余的單元結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)最佳結(jié)構(gòu)。漸進(jìn)法簡單易行，容易利用現(xiàn)有的有限元分析軟件實(shí)現(xiàn)，具有很好的通用性。本文以漸進(jìn)法為基礎(chǔ)，針對結(jié)構(gòu)特性的多約束和多目標(biāo)優(yōu)化以及漸進(jìn)法在結(jié)構(gòu)損傷定位上的應(yīng)用，進(jìn)行了深入的研究。具體可歸納為如下幾點(diǎn)。

2、　　 (1)研究多約束條件下無阻尼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)。建立了振型節(jié)線位置變化、頻率變化對于單元?jiǎng)h除的靈敏度，發(fā)展了與之相應(yīng)的單元?jiǎng)h除準(zhǔn)則和優(yōu)化路徑。提出了容易在優(yōu)化問題中引入振型節(jié)線(點(diǎn))位置條件的進(jìn)化優(yōu)化方法，容易集成到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化分析方法中，克服了以往振型約束難以實(shí)現(xiàn)的困難。
　　 (2)研究多約束條件下附加阻尼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)。給出了結(jié)構(gòu)模態(tài)損耗因子和響應(yīng)的靈敏度公式，并提出了相應(yīng)有效的優(yōu)化路徑，對多約束條件

3、下的附加阻尼結(jié)構(gòu)的附加阻尼層的分布位置進(jìn)行了漸進(jìn)優(yōu)化。
　　 (3)研究多約束條件下約束阻尼結(jié)構(gòu)的雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。由于漸進(jìn)法在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜或者有限元單元較多時(shí)，需要迭代很多次才能得到優(yōu)化結(jié)果，為了提高效率，將雙向漸進(jìn)法引入附加阻尼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中。本文提出了適合于附加阻尼結(jié)構(gòu)優(yōu)化的雙向漸進(jìn)優(yōu)化路徑，實(shí)現(xiàn)了附加阻尼結(jié)構(gòu)的阻尼層優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 (4)將模糊理論引入漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，建立了多目標(biāo)的分層漸進(jìn)優(yōu)化方法。選用了非線性

4、的隸屬度函數(shù)，結(jié)合漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法和模糊多目標(biāo)分層序列，研究了結(jié)構(gòu)柔度和頻率目標(biāo)下的模糊分層漸進(jìn)優(yōu)化問題。
　　 (5)以結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)主要是結(jié)構(gòu)共振頻率和反共振頻率為基礎(chǔ)，利用漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法，討論了其在結(jié)構(gòu)損傷定位中應(yīng)用的可行性。給出了結(jié)構(gòu)反共振頻率的靈敏度，建立了損傷定位的數(shù)學(xué)模型，提出了針對微小損傷結(jié)構(gòu)的損傷逼近方法。最后針對不同程度的損傷結(jié)構(gòu)，給出了不同的算例予以驗(yàn)證。
　　 (6)對運(yùn)動(dòng)啟閉結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)和