基于離散變量桁架結(jié)構(gòu)截面優(yōu)化及軟件實(shí)現(xiàn).pdf

1、在桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，桁架桿件截面只能選取現(xiàn)實(shí)存在的型號(hào)，因此，采用離散變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行桁架優(yōu)化設(shè)計(jì)比采用連續(xù)變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法更加符合工程實(shí)際?；诖耍疚牟捎没陔x散變量的兩級(jí)優(yōu)化方法求，在多工況作用下，同時(shí)受到尺寸、應(yīng)力、局部穩(wěn)定和位移約束的桁架結(jié)構(gòu)重量最輕解。
　　 每輪優(yōu)化過(guò)程中，采用兩級(jí)優(yōu)化，一級(jí)優(yōu)化，采用應(yīng)力比法求解應(yīng)力約束條件下的工程最小重量問(wèn)題。其中，針對(duì)受壓桿，通過(guò)軸心受壓桿的穩(wěn)定計(jì)算公式求得壓桿的等效許用

2、應(yīng)力，為了避免收斂振蕩，根據(jù)滿應(yīng)力準(zhǔn)則求滿應(yīng)力解時(shí)，將應(yīng)力比乘以一個(gè)低松弛指數(shù)。因?yàn)椴捎昧遂o定化假設(shè)，得到一級(jí)優(yōu)化解后向上圓整，可將其作為二級(jí)優(yōu)化的動(dòng)態(tài)尺寸約束下限，不會(huì)破壞一級(jí)優(yōu)化已滿足的約束。二級(jí)優(yōu)化，求得整體位移約束條件下的桁架的最輕解。首先，采用隨機(jī)數(shù)值試驗(yàn)證實(shí)，局部尋優(yōu)效率和精度很高的啟發(fā)式離散變量?jī)?yōu)化方法—相對(duì)差商法，搜索第二級(jí)優(yōu)化問(wèn)題的近似最優(yōu)解。然后，建立(-1,0,1)規(guī)劃問(wèn)題模型，再轉(zhuǎn)化為(0,1)規(guī)劃模型，采用定界

3、組合法求解(0,1)規(guī)劃模型，可以確定求得的解為二級(jí)優(yōu)化問(wèn)題的局部最優(yōu)解；反復(fù)迭代，直到得到最優(yōu)解。本文中，在一輪優(yōu)化過(guò)程中把兩種性質(zhì)的約束分別在兩步處理，這種方法比將整體約束和局部約束分成兩個(gè)獨(dú)立的優(yōu)化問(wèn)題依次求解，需要進(jìn)行的重分析次數(shù)更少，且不會(huì)對(duì)最終的解產(chǎn)生影響。
　　 最后，本文以由MSC公司開(kāi)發(fā)的大型有限元通用軟件MSC.PATRAN/NASTRAN平臺(tái)，采用其自帶的二次開(kāi)發(fā)工具—PCL慧牡癥言，將桁架結(jié)構(gòu)離散變量截面