結(jié)構動力學設計漸進優(yōu)化方法研究.pdf

1、漸進結(jié)構優(yōu)化法作為拓撲優(yōu)化方法中的一種，簡稱漸進法。該方法利用有限元單元離散優(yōu)論設計域，通過選取適當?shù)臏蕜t來界定每個單元對結(jié)構某特性的重要程度，根據(jù)準則評定的重要程度從結(jié)構中逐步刪除無效或低效的單元，最后剩余的單元結(jié)構形成了一個最佳結(jié)構。漸進法簡單易行，容易利用現(xiàn)有的有限元分析軟件實現(xiàn)，具有很好的通用性。本文以漸進法為基礎，針對結(jié)構特性的多約束和多目標優(yōu)化以及漸進法在結(jié)構損傷定位上的應用，進行了深入的研究。具體可歸納為如下幾點。

2、　　 (1)研究多約束條件下無阻尼結(jié)構的動力學優(yōu)化設計。建立了振型節(jié)線位置變化、頻率變化對于單元刪除的靈敏度，發(fā)展了與之相應的單元刪除準則和優(yōu)化路徑。提出了容易在優(yōu)化問題中引入振型節(jié)線(點)位置條件的進化優(yōu)化方法，容易集成到復雜結(jié)構的拓撲優(yōu)化分析方法中，克服了以往振型約束難以實現(xiàn)的困難。
　　 (2)研究多約束條件下附加阻尼結(jié)構的動力學優(yōu)化設計。給出了結(jié)構模態(tài)損耗因子和響應的靈敏度公式，并提出了相應有效的優(yōu)化路徑，對多約束條件

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

4、的隸屬度函數(shù)，結(jié)合漸進結(jié)構優(yōu)化方法和模糊多目標分層序列，研究了結(jié)構柔度和頻率目標下的模糊分層漸進優(yōu)化問題。
　　 (5)以結(jié)構模態(tài)參數(shù)主要是結(jié)構共振頻率和反共振頻率為基礎，利用漸進結(jié)構優(yōu)化法，討論了其在結(jié)構損傷定位中應用的可行性。給出了結(jié)構反共振頻率的靈敏度，建立了損傷定位的數(shù)學模型，提出了針對微小損傷結(jié)構的損傷逼近方法。最后針對不同程度的損傷結(jié)構，給出了不同的算例予以驗證。
　　 (6)對運動啟閉結(jié)構分別進行模態(tài)試驗和