双向进化结构优化论文-薛慧鹏,田海洋,戴明,郑伟刚

双向进化结构优化论文-薛慧鹏,田海洋,戴明,郑伟刚

导读:本文包含了双向进化结构优化论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:双向渐进结构优化算法,遗传算法,双向进化遗传算法,结构拓扑优化

双向进化结构优化论文文献综述

薛慧鹏,田海洋,戴明,郑伟刚[1](2016)在《基于双向进化遗传算法的汽车真空泵支架结构拓扑优化设计》一文中研究指出基于渐进结构优化算法(ESO)、双向渐进结构优化算法(BESO)及遗传算法(GA),提出了一种新的、用于结构拓扑优化设计的算法:双向进化遗传算法(BGESO)。此算法从待优化的初始结构出发,以结构单元的应变能灵敏度分析为依据,用GA算法来实现新算法的双向进化。同时,使用ANSYS中的APDL参数化编程语言实现了双向进化遗传算法的编程,并将新算法的程序模块化。针对企业现生产的汽车真空泵支架需轻量化的技术要求,对支架进行了拓扑优化设计,依据优化结果,结合支架的加工工艺提出了结构的改进方案,使其质量减少了9.5%,并对新支架结构进行了有限元分析验证,验证结果显示,优化设计后的支架在应力、变形量及模态方面都满足其使用要求。。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2016年09期)

匡兵,李应弟,刘夫云,刘娟[2](2016)在《基于单元密度进化步长控制的双向渐进结构优化方法》一文中研究指出在渐进结构优化方法中,单元密度的进化步长是获得全局最优解的关键因素之一。为了提高渐进结构优化方法的全局寻优能力,提出一种基于单元密度进化步长控制的双向渐进结构优化方法。该方法根据各单元对结构性能影响的权重系数,建立单元密度进化步长的控制模型以控制主/次要单元的删除速率和添加速率,减小灵敏度误差并抑制灰度单元的产生。在控制单元密度进化步长的基础上结合双向渐进结构优化方法中添加单元的特点,以避免由于误删单元导致优化失败。同时,采用灵敏度再分配技术抑制棋盘格式以获得更平滑的优化构形。最后,通过两个算例验证了本文方法能有效地通过控制单元密度进化步长提高全局寻优能力。(本文来源于《计算力学学报》期刊2016年01期)

陈豪[3](2015)在《基于密度进化的双向渐进结构优化方法及应用研究》一文中研究指出渐进结构优化方法(ESO)自提出以来便引起了结构优化领域众多专家学者的广泛关注。ESO方法通过逐步移除设计区域中的低效单元的方式来获得最优的拓扑形态,其优化思想简单,易于与现成的商用有限元分析软件相连接,方便地用于解决工程实际中各种静、动力学等优化问题。ESO方法的理论与应用领域都在不断扩充,同时也面临着诸多问题,如不能保证获得全局优化解、数值计算不稳定等。本文对渐进结构优化方法的算法流程、单元删除准则和工程实际应用等几个方面进行了分析和研究。首先,探讨了传统渐进结构优化方法中初始删除率与删除率进化步长对算法收敛性的影响,采用了一种用结构响应值的广义离散系数表示的性能指标,并将其用于自适应步长的制定;在性能指标与步长分析的基础上对传统ESO方法作了改进,并通过实例进行了验证。其次,将一种新的材料插值模型与ESO方法相结合,在分析灵敏度误差产生原因的基础上,采用一种密度双向进化的单元增删策略,减小了灵敏度计算误差的同时,能够降低单元的误删率,提高了算法寻找全局优化解的能力。然后,构建了应力和位移约束的最大刚度设计分析模型,借鉴了用应变约束代替应力、位移约束的处理方法;基于线弹性问题的位移互等定理,采用一种在应变约束点施加载荷逆向计算各单元应变灵敏度的方法;在优化的各个阶段,根据约束判断确定灵敏度加权的计算方式;运用ANSYS二次开发工具设计了基于ESO方法的拓扑优化应用程序。最后,在对ESO原理方法进行了研究与改进的基础上,使用ESO优化设计应用程序对某型号注塑机的推力座和前模板进行了拓扑优化设计,根据优化所得的拓扑形态对模型进行了重建,通过优化前后结构的性能对比对优化结果进行了评价。论文的末尾总结了全文的主要研究内容和成果,指出了研究中尚未解决的问题,对进一步研究的方向做出了展望。(本文来源于《浙江大学》期刊2015-01-01)

孙圣权,张大可,徐云岳,刘耀峰[4](2008)在《基于应力突变率的双向进化结构优化方法》一文中研究指出提出了一种新的基于应力突变率的双向进化结构优化方法,以进化优化过程中一次删除或添加单元后,新旧拓扑结构的应力突变率作为添加单元的准则,实现了线弹性结构的拓扑优化设计。方法易于实现并改进了传统双向进化结构优化方法中参数较多的缺点。算例表明:基于应力突变率的双向进化结构优化方法可以得到结构合理、边界清晰的拓扑优化构形,并且具有更好的全局寻优能力。(本文来源于《机械设计与研究》期刊2008年02期)

孙圣权[5](2008)在《基于ESO的液压机下横梁结构拓扑优化及双向进化结构优化方法研究》一文中研究指出液压机是一种通用的锻压机械,是现代工业生产中的重要设备。液压机下横梁是其重要结构部件,它的变形大小及其他特性将直接或间接影响工件的加工质量。液压机下横梁结构复杂,传统材料力学设计方法很难保证计算的精度和可靠性;虽然有限元法为结构分析提供了一种强有力的分析手段,但现有的研究工作多局限于对结构作有限元强度分析校核和尺寸优化等,未能对结构的拓扑进行优化,很难达到从根本上对原结构进行改进,因此也不能获得真正意义上的最优设计。1993年由Xie Y.M和Steven G.P提出了进化结构优化(Evolutionary Structural Optimization, ESO,又译为渐进结构优化)方法[1],它把适者生存的生物进化论思想引入结构拓扑优化,在优化过程中逐步地移去对结构的刚度贡献不大的材料单元,用基于满应力准则法进行结构的拓扑优化设计。由于进化结构优化法的概念简单,易于实现,尤其是易于与现行有限元软件相结合,很快得到了国内外研究学者的重视。随后发展的双向进化结构优化方法解决了传统进化结构优化法中一旦单元删除,再不能恢复的问题。经过十几年的发展,进化结构优化方法取得了许多重要成果,大量的算例证明了算法的有效性。目前方法的研究成果多偏于理论方面,理论仍处不断发展中,应用成果不多。双向进化结构优化方法还存在进化进程控制参数较多等问题,使得其实际应用受到一定限制。探索新的算法、新的准则和新的应用领域,一直是ESO方法的研究重点和难点。本研究对进化过程中删除和添加单元的确定准则进行了较为深入的研究,为了充分发挥添加单元在优化进程中的作用,提出了一种基于应力突变率的双向进化结构优化方法和实施准则。该方法在添加单元的过程中只采用应力突变率一个参数,一定程度上避免了多个参数的相互制约,因而进化效率高。算例及其与其他方法成果的对比表明,该方法是有效和可靠的;是对传统进化结构优化法的进一步拓展和理论的完善。为了方法能在实际工程中应用更为广泛,论文分别运用基于应力约束的进化结构优化法和基于应力突变率的双向进化结构优化法对液压机下横梁进行结构拓扑优化。从结构拓扑源头,按照最佳传力路经来研究下横梁最优结构形式,进而实现最优结构拓扑和形状尺寸优化的一致。为进化结构优化方法的实际工程应用作了有益的探索,得到了更加合理的拓扑结构,改善了液压机的使用性能,进而提高了我国液压机的设计水平。获得的结果具有实际工程应用价值,对液压机下横梁或其它叁维结构的拓扑优化的设计提供了新的思路。(本文来源于《重庆大学》期刊2008-01-01)

孔文秦[6](2005)在《连续体结构的双向进化优化方法研究》一文中研究指出拓扑优化是目前结构优化研究的热点。双向进化优化方法(BESO 法)具有算法简单,可以处理大型结构问题,容易与有限元分析程序连接等优点,是目前连续体结构拓扑优化的有效工具,通过优化结构中材料的分布,可以使结构满足多种性能要求。针对应力约束问题,提出了在优化迭代中允许大量添加单元的算法,增强了寻找优化传力路径、获得优化拓扑和形状的能力,避免了优化过早地收敛到局部最优解。对同时考虑应力和位移约束的拓扑优化问题,在考虑应力约束的情况下,采用在不满足位移约束时以添加单元为主,而在满足位移约束时以删除单元为主的算法,使优化结果逐渐趋于同时满足应力约束和位移约束。对拓扑优化中经常出现的奇异结构问题,根据奇异的类型,采用删除奇异单元或恢复结构到奇异前的状态并调整优化参数的方法进行处理,保证了 BESO 法优化的连续性。利用 MSC.PATRAN 提供的 PCL 语言二次开发了二维连续体结构的拓扑优化模块,依靠 PATRAN 强大的前后置处理功能,BESO 法的优化模块可以快速地建立模型,实时观察优化过程,方便直观地查看优化结果等。二维板梁结构的优化设计表明算法是非常成功的,拓扑优化模块是有效和实用的。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2005-03-01)

双向进化结构优化论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

在渐进结构优化方法中,单元密度的进化步长是获得全局最优解的关键因素之一。为了提高渐进结构优化方法的全局寻优能力,提出一种基于单元密度进化步长控制的双向渐进结构优化方法。该方法根据各单元对结构性能影响的权重系数,建立单元密度进化步长的控制模型以控制主/次要单元的删除速率和添加速率,减小灵敏度误差并抑制灰度单元的产生。在控制单元密度进化步长的基础上结合双向渐进结构优化方法中添加单元的特点,以避免由于误删单元导致优化失败。同时,采用灵敏度再分配技术抑制棋盘格式以获得更平滑的优化构形。最后,通过两个算例验证了本文方法能有效地通过控制单元密度进化步长提高全局寻优能力。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

双向进化结构优化论文参考文献

[1].薛慧鹏,田海洋,戴明,郑伟刚.基于双向进化遗传算法的汽车真空泵支架结构拓扑优化设计[J].机械设计与制造.2016

[2].匡兵,李应弟,刘夫云,刘娟.基于单元密度进化步长控制的双向渐进结构优化方法[J].计算力学学报.2016

[3].陈豪.基于密度进化的双向渐进结构优化方法及应用研究[D].浙江大学.2015

[4].孙圣权,张大可,徐云岳,刘耀峰.基于应力突变率的双向进化结构优化方法[J].机械设计与研究.2008

[5].孙圣权.基于ESO的液压机下横梁结构拓扑优化及双向进化结构优化方法研究[D].重庆大学.2008

[6].孔文秦.连续体结构的双向进化优化方法研究[D].南京航空航天大学.2005

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