結(jié)構(gòu)優(yōu)化運動極限的理性估計及其應用.pdf

1、本文提出了運動極限的理性估計方法，旨在保障優(yōu)化技術中近似模型的可靠性。采用近似優(yōu)化技術不僅可以有效地減少結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的計算及分析次數(shù)，而且通過將其與實驗設計方法相結(jié)合可以方便地解決結(jié)構(gòu)優(yōu)化建模的某些困難，因而這種方法在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中得到越來越多的研究和應用。通過近似優(yōu)化技術建立的近似模型相對原模型而言只在當前展開點是精確的，其距離當前點越遠，精度越得不到保證。解決此類問題的方法之一就是通過給設計變量施加合理的運動極限來保證近似模型的可靠

2、性。 現(xiàn)有的運動極限計算多數(shù)是根據(jù)設計點的位置和設計變量上下限，通過一定準則來實施的，其并不是通過對近似函數(shù)本身性質(zhì)的討論而得出的理性結(jié)果，是屬于感性的估計方法，有時難免落于粗糙；少數(shù)具有自適應能力的運動極限計算方法能夠使得運動極限隨設計點位置的改變而改變，但其只是針對某一特定的算法而提出的，不具有一般性。本文提出的理性運動極限旨在克服現(xiàn)有運動極限存在的不足，所做的主要工作如下： (1)利用迭代信息建立評估模型，應用當前

3、線性近似的零階、一階信息和前次的一階信息，構(gòu)造累積信息的約束二階估計近似顯式；通過指定誤差限，用約束二次估計代替準確的約束函數(shù)作為評價函數(shù)，取當前的一階近似與評價函數(shù)的相對誤差的絕對值不大于指定誤差限，成為運動極限的理性估計式；由運動極限理性估計式得到各個分量的運動極限計算不等式，從而求解得到運動極限。這些工作使得線性近似約束累積信息的運動極限估計由感性上升到理性。 (2)將理性運動極限應用于序列二次規(guī)劃(SQP)算法，提出了一

4、種帶理性運動極限的序二次規(guī)劃算法SQPRML(Sequential Quadratic Programming with Raftonal Move Limits)，運用該算法計算了大量實例，并與其它算法進行比較，驗證了程序的可靠性與有效性。 (3)將理性運動極限應用于基于PATRAN/NASTRAN平臺的二維連續(xù)體形狀優(yōu)化程序當中，并用PCL語言為該程序編制了友好的用戶界面，同時對幾種經(jīng)典結(jié)構(gòu)進行了形狀優(yōu)化設計，以驗證程序的可