空间桁架结构拓扑优化设计的线性规划方法

本文以杆件内力为设计变量,构造了多工况作用下空间桁架结构拓扑优化的线性规划模型,考虑了应力和位移约束,能够避免奇异最优拓扑和不稳定结构的产生。     

钢桁架结构几何优化的新方法

本文通过适当变量代换,将钢桁结构几何优化模型表达为序列二次规划问题,并以最大熵的迭代格式表示之,最后以实例验证了该方法的可靠性。     

基于智能优化算法的机场航站楼桁架结构设计

进行更加安全稳定和轻质量的桁架结构设计,对机场航站楼的安全稳定高效运营具有十分重要的意义。该文从宏观万有引力出发,对桁架结构中粒子级别的应力关系进行了分析,建立了启发式的智能优化算法。针对桁架结构设计和优化过程进行数学建模,以质量更轻为优化目标,配置应力条件、位移条件、横截面条件以及频率条件等组合约束。最后以10杆桁架结构为研究对象进行试验研究,试验结果显示：该文提出的优化设计方法可以获得更轻的桁架结构和更快的收敛速度。     

基于蚁群算法的多值属性系统测试序列优化

针对系统故障诊断中的多值属性系统测试序列优化问题,该文提出一种改进的蚁群算法,将成功运用在二值属性系统中的蚁群算法扩展到多值属性系统中,根据多值属性系统特点,设计相应的状态转移规则和信息素更新机制,并采用蚁群算法和遗传算法相融合的联合优化策略,解决了多值属性系统的序列优化问题,为多值属性系统的测试优化问题提供了一条新的解决途径。     

混合整数双层线性规划的全局优化算法

本文讨论了上层决策变量为整数变量、下层决策变量为连续变量的混合整数双层线性规划问题,利用其可行解均落在约束域边界上的性质,提出了一种求解混合整数双层线性规划全局最优解的算法,并举例说明了算法的执行过程。     

基于改进蚁群的测试序列优化算法

针对故障诊断中的测试序列优化问题,提出一种改进蚁群算法的解决方法.该方法根据二值属性系统的特点,定义状态集向量及测试向量,将故障测试隔离过程转化为向量的位运算过程,将序列优化问题转化为一种最小代价的动态树构造问题,设计灵活的状态转移规则,并根据动态树的分层结构特点,提出一种分层加权和遗传变异相结合的信息素更新策略,解决这种动态树结构的寻优问题.仿真结果表明:该算法以较高的效率收敛到已知最优解,高效实用,为大规模复杂系统的测试优化问题提供了一条新的解决途径,具有一定的工程应用价值.     

基于信息熵改进的粒子群算法在桁架结构

提出了信息熵改进的粒子群优化算法用于解决有应力约束、位移约束的桁架结构杆件截面尺寸优化设计问题.首先介绍了信息熵基本理论和基本粒子群优化算法理论,然后对粒子群优化算法作了合理的参数设置,并将信息熵引入粒子群优化算法的适应函数和停机判别准则中.最后对2个经典的优化问题进行求解并与其他算法进行了比较.数据结果表明信息熵改进后的粒子群优化算法在桁架结构优化设计中优于其他同类算法.     

基于演化算法的带频率约束的桁架结构形状和尺寸优化

具有频率约束的桁架结构形状和尺寸优化设计是一个难度大的非线性动力优化问题。形状和尺寸变量的耦合通常导致收敛困难,而频率约束则使得动力灵敏度分析困难,传统的优化准则法和数学规划法难于求解。将单纯形算法、子空间变维技术、均匀变异有机融入郭涛算法,提出一种混合演化算法,避开繁琐的动力灵敏度分析,简单、有效地求解这类桁架形状和尺寸优化问题。典型的桁架算例验证了算法的有效性和可靠性。     

基于遗传算法和梯度算法的桁架结构动力学形状优化

本文提出了一种基于遗传算法和梯度算法的桁架动力学形状优化方法 ,该方法综合了梯度算法的快速收敛与遗传算法的全局搜索能力。算例表明了本文方法的有效性和工程适应性。     

谈大跨拱桁架结构优化技术

大跨度空间的结构设计技术已是当今发展最快的建筑结构类型。大跨度的建筑物设计代表着一个国家建筑科技的水平。就建筑结构的造价而言,在建筑工程中占具着很大的比例,通过大跨度的结构设计优化技术的应用可以产生很可观的经济效益。在建筑结构的设计中相关部门与设计人员应该严格去遵守以：经济,适用和合理为原则进行设计。通过理代化的建筑科学技术手段,选择合理的设计方案来实现并降低其建筑工程的造价,取得更好的经济效益。本文将对大跨拱桁架结构的优化技术进行深入探讨。     

A SEQUENTIAL QUADRATIC PROGRAMMING ALGORITHM UTILIZING QR MATRIX FACTORIZATION

Some recent studies indicate that the sequential quadratic programming (SQP) approach has a sound theoretical basis and promising empirical results for solving general constrained optimization problems. This paper presents a variant of the SQP method which utilizes QR matrix factorization to solve the quadratic programming subproblem which result from taking a quadratic approximation of the original problem. Theoretically, the QR factorization method is more robust and computationally efficient in solving quadratic programs. To demonstrate the validity of this variant, a computer program named SQR is coded in Fortran to solve twenty-eight test problems. By comparing with three other algorithms: one multiplier method, one GRG-type method, and another SQP-type method, the numerical results show that, in general, SQR as devised in this paper is the best method as far as robustness and speed of convergence are concerned in solving general constrained optimization problems.     

基于并行混沌和复合形法的桁架结构形状优化

针对多工况下受应力、位移和局部稳定性约束的桁架形状优化问题,提出了基于并行混沌优化算法和复合形法的混合优化算法。该算法综合利用了并行混沌的全局搜索能力,复合形法的快速局部搜索能力和混沌细搜索。首先,利用并行混沌优化算法快速搜索到全局最优解附近,然后应用改进复合形法以并行混沌的优化解为初始复形进行搜索,提高了最优解的搜索速度,最后应用混沌细搜索策略提高最优解的精度。两个典型数值算例验证了该混合优化方法对桁架形状优化问题的有效性和稳定性。     

基于Kriging代理模型的多点加点序列优化方法

基于Kriging 代理模型提出了一种同时考虑预测响应值及其不确定性的多点加点准则,并基于该准则发展了一套序列近似优化方法。多点加点准则基于初始样本信息和所预测的对象函数特征增加新样本集,以在寻优迭代过程中自适应地提高代理模型的精度。该文方法依据多点加点准则在一次迭代中增加多个空间无关的新样本点,适用于多机同时计算或并行计算,从而提高计算效率。以两个经典的数学函数为例,将该优化方法与期望提高准则方法进行了比较,结果表明该文提出的优化方法能够有效地提高最优解的全局性。将方法用于一盒式注塑件的成型工艺优化设计,优化结果也表明了该方法的有效性。     

平面桁架结构拓扑优化设计的改进智能算法

结构拓扑及形状退火算法(STSA)用于桁架结构拓扑优化设计,其优化特点为注重结构构型的改变而较少考虑结构的力学性能,而针对既定几何构型的桁架结构截面优化,满应力准则法(FSD)具有明显优势,因此,将其引入退火历程改进STSA。提出结构几何构型状态相对稳定判别方法,并以结构构型状态相对稳定作为引入FSD的最佳时机形成杂交算法。算例分析表明：该改进智能算法使寻优搜索过程更为稳定,其表现为搜索效率、鲁棒性和最优解均得以改善。     

考虑重叠过滤及稳定性约束的桁架拓扑优化方法

从工程实际的角度来说,一般不允许结构形式中包含重叠单元。目前桁架拓扑优化的基结构法在选定基节点的情况下一般不建重叠单元,这导致可行域缩小,使优化不能找到更优解,人为增删杆件缺乏科学依据。针对该问题,该文对重叠给出准确的数学描述,建立包含重叠杆的基结构,利用Heaviside函数将拓扑变量连续化处理,使之在优化过程中可以获取目标函数、约束函数的敏度信息,同时考虑在拓扑优化中加入基频约束以避免出现机构,并加入稳定性约束防止出现压杆失稳,通过优化模型实现重叠过滤。最后通过两个案例计算证明可以找到更优解,验证了该方法的有效性。     

基于Copula理论的序列型地震动随机模型

通过考虑序列型地震动中主震和余震间的空间相关性,将已有地震动物理随机模型推广至序列型地震动随机模型。依据序列型地震动的产生与传播机制,将其表示为包含16个随机变量的Fourier模型。考虑主震与余震的空间相关性,基于Copula理论,将模型更准确地表示为6个二维随机变量和2个一维随机变量;为描述地震动在局部场地上传播的过程,建立了序列型地震动的随机场模型;根据1038组实测序列型地震动及5组地震动台阵数据,对模型中的物理随机变量进行参数识别和统计分析,结合Copula函数,给出了各参数的概率分布。与实测地震动对比表明:该文提出的序列型地震动随机模型,能够较为真实地再现序列型地震动的空间相关性以及地震动在局部场地的行波效应。     

基于Woodbury非线性方法的迭代算法对比分析

在结构局部非线性求解过程中,刚度矩阵仅部分元素发生改变,此时切线刚度矩阵可写成初始刚度矩阵与其低秩修正矩阵和的形式,每个增量步的位移响应可用数学中快速求矩阵逆的Woodbury公式高效求解,但通常情况下迭代计算在结构非线性分析中是不可避免的,因此迭代算法的计算性能也对分析效率有重要影响。该文以基于Woodbury非线性方法为基础,分别采用Newton-Raphson （N-R）法、修正牛顿法、3阶两点法、4阶两点法及三点法求解其非线性平衡方程,并对比分析5种迭代算法的计算性能。利用算法时间复杂度理论,得到了5种迭代算法求解基于Woodbury非线性方法平衡方程的时间复杂度分析模型,定量对比了5种迭代算法的计算效率。通过2个数值算例,从收敛速度、时间复杂度和误差等方面对比了各迭代算法的计算性能,分析了各算法适用的非线性问题。最后,计算了5种算法求解基于Woodbury非线性方法平衡方程的综合性能指标。     

A MATHEMATICAL CONVERGENCE ANALYSIS OF THE CONVEX LINEARIZATION METHOD FOR ENGINEERING DESIGN OPTIMIZATION

This paper is concerned with the convex linearization method recently proposed by Fleury and Braibant for structural optimization. We give here a mathematical convergence analysis or this method. We also discuss some modifications of it.     

AN INDEPENDENT VARIABLE CONTROLLED GREY FUZZY LINEAR PROGRAMMING APPROACH FOR WASTE FLOW ALLOCATION PLANNING

This paper proposes an independent variable controlled grey fuzzy linear programming (IVC-GFLP) approach to address uncertainty in optimization processes. The IVC-GFLP method improves upon established grey linear programming (GLP) and ordinary grey fuzzy linear programming (GFLP) methods by introducing independent control variables into model formulations. These variables enable the model to address the independent characteristics of constraint uncertainty well. In this paper, the IVC-GFLP approach is applied to a hypothetical case study of municipal solid waste management. Included comparisons between the IVC-GFLP and GLP/GFLP solutions indicate that the IVC-GFLP approach can provide more realistic and applicable solutions than its counterparts.