基于响应面方法的结构耐撞性优化

为了提高结构耐撞性优化的求解效率,采用响应面方法将结构碰撞的响应表示为设计变量的显式函数,构造了2种优化模型．一种是将刚体加速度和侵入变形分别拟合为椭圆和线性响应面;另一种是将刚体加速度和侵入变形均拟合为椭圆响应面．用IS-dyna软件为结构碰撞分析的求解器,采用Matlab优化工具箱进行优化模型的求解,实现了结构耐撞性优化程序．数值算例表明,基于响应面方法的2种优化模型都能高效地解决结构耐撞性优化问题．     

基于序列响应面方法的协同优化算法

分析了响应面协同优化的计算结构，指出影响计算结果准确度的因素，即计算过程中存在选择响应面样本点及响应面更新的问题，这是两个相互耦合的问题。分析了产生这个问题的原因并提出了一种将修正的置信域方法与中心组合设计相结合的序列响应面算法，系统地解决了这个问题。仿真算例表明由该算法得到的结果有很高的精度与鲁棒性，完全可以满足工程计算需要。     

基于正则化遗传算法的结构损伤识别

针对结构参数反演问题中存在的强不适定性,提出了一种基于响应面的正则化遗传算法。在识别结构损伤时,将结构单元刚度折减作为损伤指示量,以结构模型的模态参数与真实结构的模态参数尽可能接近为优化目标,采用遗传算法进行反演计算。优化求解过程中,响应面方法的引入极大地降低了结构模态参数的计算量;而目标函数中正则化项的引入则起到了抑制测量信号噪声干扰、提高识别算法鲁棒性的作用。梁式结构的损伤识别数值算例表明本文提出的损伤识别方法简明、有效。更多还原     

基于超球近似子空间的协同优化方法及应用研究

针对协同优化的计算结构及计算困难，提出了学科间不一致信息概念，并据此形成系统级优化的超球设计空间。有效地解决了原始系统级优化问题不满足Kuhn-Tucker条件造成的计算困难．并克服了已有梯度方法计算易发散、响应面方法计算量大的缺点。利用中提出的方法对一齿轮减速箱进行了设计，实现了并行设计的目的，设计结果表明了本方法的有效性。     

索网式天线结构预拉力优化的新方法

建立了某天线索网结构的计算模型,提出了其预拉力优化配置的一种新方法．该方法结合索网结构的对称特性以及在水平投影面内网面内部网格均为正三角形的结构特点,从前索网面在水平面内的力平衡方程出发,以网面内部索段的最大拉力比最小为设计目标,将索网结构预拉力优化配置问题转化为受不等式约束的两变量优化问题,求得了前索网面中各索段在投影面内的预拉力分量;以此为基础,得到了索网结构中各索段的预拉力值．以预拉力优化结果为输入条件,进行了索网结构的有限元仿真分析,结果表明,索网结构的网面设计精度达到了纳米量级,网面内部索段的最大拉力比为1.40,验证了该方法的正确性及有效性．     

考虑施工不确定性的斜拉桥张拉方案优化

为了有效解决在斜拉桥施工中各种不确定因素的影响,合理制定索力张拉方案.本文提出了一种基于统计回归和非线性优化的结构可靠度优化方法.利用统计回归拟合得到结构可靠度指标与设计变量之间的拟合函数关系,形成约束函数和目标函数,建立优化模型.为提高计算效率,在拟合之前对影响结果的随机变量进行了可靠度分析和灵敏度分析,筛选出拟合所需的最小样本容量和最小随机随机变量个数.通过对一个刚架模型的可靠度分析,比较了BP神经网络响应面法和多项式响应面法两种拟合方法的优劣性,并确定使用BP神经网络响应面法进行函数拟合,同时验证本文所述方法的可行性.并将该优化方法应用于一座带有水平索的双斜塔斜拉桥,通过优化张拉方案使边墩支座的脱空概率减小至可接受的范围.     

HCPE连杆优化设计的响应面近似方法研究

为提高设计效率和实现液压约束活塞发动机（hydraulicconfinedpistonengine,HCPE）协同优化,对HCPE连杆优化设计的响应面近似方法进行研究,建立了HCPE连杆优化设计的响应面二阶模型,并对连杆响应面二阶模型计算结果与有限元分析结果进行比较,结果表明,误差较小,在5％以内。通过优化,与原始体积相比,连杆体积减小了约20．03％。运用响应面近似方法可缩短计算时间,降低计算成本,为HCPE协同优化提供了理论依据。     

结构形状优化响应面方法的改进与应用

为了克服了二维连续体形状优化过程中解析敏度求解困难的问题,利用响应面方法将目标函数和约束函数近似显式化,并建立了位移应力约束下的形状优化序列二次规划模型;为了克服响应面方法不够准确的缺点,将响应面方法进行改造,使其在设计点上取精确值;提出了改良的试验设计方法,达到了以较少的结构分析代价构造约束响应面的目的;通过建立二次评价函数,确定了具有自适应能力的运动极限,形成了具有较少计算量和较高逼近精度的优化策略.算例说明这种策略是有效而稳定的.     

基于响应面方法的板壳结构频率约束优化

为了避免复杂的敏度分析,在结构动力优化中引入了响应面方法,建立了频率约束的近似显式表达式．针对板壳结构动力优化问题建立了优化模型,采用Lemke算法进行了运算求解．数值算例验证了该方法的正确性和有效性．     

斜拉桥主梁节段施工过程标高与索力控制可靠度分析

鉴于大跨度斜拉桥结构响应难于显式化、结构非线性程度高,而有限元计算量庞大,以至大跨度斜拉桥施工控制可靠度分析具有复杂性,采用一种改进的可靠度分析方法,即响应面-蒙特卡罗法,进行大跨度斜拉桥施工控制可靠度分析。该方法是结合了大跨度斜拉桥施工过程有限元仿真分析、传统响应面法及蒙特卡罗法,能反映结构几何参数、材料参数和荷载参数变异性影响的大跨度斜拉桥施工控制可靠度分析方法。相对于传统响应面法,该法具有精度高的优点;相对于传统蒙特卡罗法,本方法具有计算量少的优点。将本文方法应用于国道主干线广州绕城公路南环段甘竹溪特大桥斜拉桥施工控制实践中,实现了该桥的施工控制可靠度分析,获得理想的结果,为该桥施工控制目标的制定提供了科学依据,同时也显示了本文方法的正确性与实用性。     

基于多级递阶结构的核电工程管理系统模式与优化

应用系统工程解释结构模型ISM法,结合项目管理方法论,对核电工程项目管理系统进行结构分析,建立其递阶结构模型,并通过模型对管理要素进行优化整合,说明了核电工程AE公司的EP结合,以及进一步实现EPC结合,将能简化核电工程管理系统结构,使管理系统清晰、高效。由此得出在我国核电即将开始的批量化建设时期,培育发展专业化的核电AE工程公司的必要性。研究结果对我国核电工程建造方式选择与管理系统优化具有重要的理论和应用价值。     

Efficient aero-structural design optimization: Coupling based on reverse iteration of structural model

Traditional coupled multi-disciplinary design optimization based on computational fluid dynamics/computational structure dynamics(CFD/CSD)aims to optimize the jig shape of aircraft,and general multi-disciplinary design optimization methodology is adopted.No special consideration is given to the aircraft itself during the optimization.The main drawback of these methodologies is the huge expanse and the low efficiency.To solve this problem,we put forward to optimize the cruise shape directly based on the fact that the cruise shape can be transformed into jig shape,and a methodology named reverse iteration of structural model(RISM)is proposed to get the aero-structural performance of cruise shape.The main advantage of RISM is that the efficiency can be improved by at least four times compared with loosely-coupled aeroelastic analysis and it maintains almost the same fidelity of loosely-coupled aeroelastic analysis.An optimization framework based on RISM is proposed.The aerodynamic and structural performances can be optimized simultaneously in this framework,so it may lead to the true optimal solution.The aerodynamic performance was predicted by N-S solver in this paper.Test shows that RISM predicts the aerodynamic and structural performances very well.A wing-body configuration was optimized by the proposed optimization framework.The drag and weight of the aircraft are decreased after optimization,which shows the effectiveness of the proposed framework.     

等容重柱形壳和球壳的耐外压实验研究

为设计一薄壁结构件以满足耐一定外压并实现密封的实际工程要求，根据弹性稳定性理论计算了等容重柱形壳和球壳的临界失稳压力，通过优化设计制造了固定几何尺寸的球台封头柱形壳和球壳两种薄壁结构壳体，随后利用试验进行了强度校核和验证，结果表明等容量球壳具有最高 的耐压性能而且表面质量好，易于实现密封。     

离散变量结构优化方法研究现状及趋势

为了对离散变量结构进行优化设计,相关学者对离散变量结构优化设计的理论和方法进行了大量研究,并做出了许多有益的成果。在总结前人研究的基础上对离散变量结构优化设计的研究现状及其发展历程进行了阐述,为使人们对离散变量结构优化的认识更全面深入,按照时间的先后顺序,对离散变量结构优化设计方法进行分类,并对现今比较实用的几种离散变量结构优化方法进行了系统分析,在说明其优点的同时,还总结了一些较为流行的改进方法,进而指出蚁群算法是一有前途的优化方法。根据离散变量结构优化设计问题的特点,对离散变量结构优化设计理论及方法的发展未来做出尝试性的探讨。     

大跨度缀板梁的准则法优化原理

缀板格构梁，是基于准则法结构优化理论的创新结构型式，从准则法结构优化理论出发，提出了弯剪构件结构体系的优化准则和优化手段，确立了缀板格构梁的核心理论。提出的优化准则是每根梁上的多个弯矩峰值相等，优化手段是设置附加剪弯杆（也被命名为缀板）并以其位置和刚度为主要设计变量进行优化。这种结构思想已被多次实际应用，对几个工程应用实例做了简单介绍。指出了这种优化思想关于建筑空间不同要求的适用情况，也拽出了抗震设计情况下对计算分析应该注意的问题。     

结构抗疲劳可靠性的水平集拓扑优化

利用应力-强度干涉理论,对结构的概率疲劳和非概率疲劳强度可靠性进行了分析,构建了以结构柔度最小为目标函数、以体积比和疲劳可靠性为约束的连续体结构拓扑优化设计模型．优化前对概率和非概率的疲劳可靠性约束进行了等价显式化处理,使得优化过程形式简单,减少了计算量．利用水平集方法进行了结构拓扑优化．两个算例的结果显示了文中优化设计模型的合理性和方法的有效性．     

基于结构优化理论的现代CAE技术

阐述了CAE技术用于优化设计的发展现状，介绍了结构优化基本理论及主要的优化算法，然后对优化方面的流行软件作了对比介绍，对一具体问题用OPTISTRUCT软件对其进行了优化分析。该算例证明了CAE优化技术在工程中的重要作用，并对CAE优化技术发展的前景作了展望．     

基于结构优化理论的现代CAE技术

阐述了CAE技术用于优化设计的发展现状,介绍了结构优化基本理论及主要的优化算法,然后对优化方面的流行软件作了对比介绍,对一具体问题用OPTISTRUCT软件对其进行了优化分析,该算例证明了CAE优化技术在工程中的重要作用,并对CAE优化技术发展的前景作了展望.