基于枚舉刪除的ESO算法研究.pdf

1、隨著時代的快速發(fā)展，各工程領域對結構的性能要求也越來越高，設計中要考慮的因素也越來越復雜，因此，傳統(tǒng)的結構設計方法往往難以應付。同時，新結構和新材料的不斷涌現也給傳統(tǒng)設計方法提出了挑戰(zhàn)。在這種情形下，結合計算機技術和有限元方法的現代優(yōu)化設計方法應運而生。而漸進結構優(yōu)化（ESO）方法因其概念簡單、思想樸素、易于實現而廣泛運用于結構優(yōu)化中。自ESO方法提出至今，該方法得到了快速的發(fā)展，現已廣泛運用于結構應力、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，目標函數與優(yōu)化準則之間缺乏合理的聯系。因此，以應力、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構不失效。Rozvany提出質疑 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構進行二次有限元計算，提取結構當前的平均柔度，當結構平均柔度發(fā)生巨

3、大跳變時，則應停止原ESO的迭代，返回前一步刪除的單元，轉而調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的目標函數值大小，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)化參數和