基于蟻群算法的結(jié)構(gòu)疲勞可靠性優(yōu)化方法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法的重要方面，受到了工程界的廣泛重視。蟻群算法作為一種新型的仿生優(yōu)化算法，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和易于與其他方法相結(jié)合的特點(diǎn)。采用蟻群算法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的工程意義。本文在總結(jié)蟻群算法的基本原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合可靠性以及疲勞可靠性理論和方法，開展結(jié)構(gòu)疲勞可靠性優(yōu)化的理論和實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究，并將其應(yīng)用于渦輪盤結(jié)構(gòu)的疲勞可靠性優(yōu)化分析。研究工作包括以下幾方面： 1．通過對蟻群算法基本原理的研究，

2、給出了基本蟻群算法和TACO蟻群算法的數(shù)學(xué)模型，并編程實(shí)現(xiàn)了上述兩種算法。以函數(shù)優(yōu)化為例，驗(yàn)證了兩種算法及程序的正確性。 2．將TACO蟻群算法與有限元法相結(jié)合，發(fā)展了一種基于TACO蟻群算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法，并將該方法應(yīng)用于渦輪盤結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析。結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，輪盤重量降低了16％，與ANSYS優(yōu)化結(jié)果接近，驗(yàn)證了所發(fā)展的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法是有效的。 3．在上述結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合可靠性理論，采用一次二階矩法計(jì)算結(jié)

3、構(gòu)可靠度，發(fā)展了一種基于TACO蟻群算法的結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化方法。以輪盤轉(zhuǎn)速和彈性模量為隨機(jī)變量，對渦輪盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性優(yōu)化分析。研究表明：可靠度優(yōu)化后，渦輪盤重量降低了6.5％，可靠度從優(yōu)化前的0.51提高到0.99。經(jīng)與ANSYS軟件的可靠性優(yōu)化結(jié)果對比，驗(yàn)證了本文所提出的可靠性優(yōu)化分析方法的有效性。 4．在結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化方法基礎(chǔ)上，選用Walker模型預(yù)測渦輪盤的疲勞壽命，提出了一種基于TACO蟻群算法的結(jié)構(gòu)疲勞壽命可靠性優(yōu)化