基于改進(jìn)螢火蟲算法的桿系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化.pdf

1、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化契合結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)提出的尋求結(jié)構(gòu)―形‖與―態(tài)‖協(xié)調(diào)統(tǒng)一這一理念，是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的合理、自然、高效的有效途徑。因此，本文針對(duì)桿系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化進(jìn)行研究，具有重大意義。
　　以往的桿系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究工作往往針對(duì)簡(jiǎn)單的較小規(guī)模桿件結(jié)構(gòu)進(jìn)行，如15桿平面桁架，25桿空間桁架等，對(duì)規(guī)模較大的桿系結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化研究較少，且結(jié)果欠理想。
　　針對(duì)上述研究背景，本課題主要研究了以下內(nèi)容：
　?。?）針對(duì)桿系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化問題高度非線

2、性，多峰值等特點(diǎn)，本文引入了具有自動(dòng)分子群功能、較強(qiáng)搜索能力，擅長(zhǎng)解決高維度、高次非線性優(yōu)化問題的螢火蟲算法。在標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲算法基礎(chǔ)上，通過引入隨機(jī)權(quán)重和改進(jìn)吸引力項(xiàng)，提出了適用于大求解空間優(yōu)化問題的改進(jìn)螢火蟲算法，并通過測(cè)試函數(shù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)螢火蟲算法的性能。此外，對(duì)改進(jìn)螢火蟲算法進(jìn)行了離散化處理，以適用于桿系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化問題。
　　（2）建立了基于改進(jìn)螢火蟲算法的桿系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法。構(gòu)造了基于基結(jié)構(gòu)法的桿系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型；針對(duì)

3、大規(guī)模桿件結(jié)構(gòu)，提出一種拓?fù)渚幋a方法，以減小變量數(shù)目和機(jī)構(gòu)出現(xiàn)幾率；通過將被刪除桿件的截面特性參數(shù)置零和幾何組成分析兩個(gè)必要措施分別有效地解決奇異最優(yōu)解問題和隨機(jī)生成的拓?fù)湫问綖闄C(jī)構(gòu)的問題；運(yùn)用自適應(yīng)懲罰函數(shù)處理違反約束條件的個(gè)體，根據(jù)個(gè)體違反約束條件的程度，自動(dòng)確定懲罰函數(shù)值，輕微違反約束但目標(biāo)函數(shù)更優(yōu)的個(gè)體能夠被其他個(gè)體發(fā)現(xiàn)，提高方法效率。通過上述內(nèi)容，建立了可用改進(jìn)螢火蟲算法求解的且能同時(shí)考慮剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定等約束的桿系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)