基于粒子群優(yōu)化算法(PSO)張弦桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

通過對已有的優(yōu)化方法進行分析,針對蟻群算法容易收斂到局部最優(yōu)解的缺陷,通過遺傳算法和禁忌算法來提高增加蟻群算法的全局優(yōu)化能力,并改進了算法的靈活性和擴展性;將改進的蟻群算法應用到桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中,提出了桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的改進蟻群算法,并建立了相應的優(yōu)化模型;最后,對10桿平面桁架的優(yōu)化進行了研究和分析,結(jié)果表明,提出的改進蟻群算法是科學可行的。

采用結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法,利用有限元軟件ansys的拓撲優(yōu)化模塊對搗固裝煤車的煤槽壁支撐桁架結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后的煤槽壁支撐桁架結(jié)構(gòu)比以前剛度性能提高,重量減少了18.3%,應力分布不僅更為均勻而且應力水平也有所降低,很好的實現(xiàn)了"重量輕、性能好"的設(shè)計目標,為復雜零部件的設(shè)計提供了新的方法和思路。

遺傳算法在應用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時無需將約束條件顯式表達,可以方便地處理各類位移和應力約束問題,因而在桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中得到廣泛應用.基本遺傳算法結(jié)合罰函數(shù)法在處理桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等有約束優(yōu)化設(shè)計問題時存在迭代代數(shù)過多、收斂不穩(wěn)定等問題.文章提出根據(jù)種群中個體偏離約束限值的程度進行懲罰的罰函數(shù)法,能夠較好地處理非可行解,擴大搜索的區(qū)域;通過分級、排序操作保證優(yōu)秀個體優(yōu)先被選擇,良好的基因得以遺傳;采用錦標賽選擇方法根據(jù)個體的種群級別、約束偏離程度進行選擇,在算法進化過程中較好地保持種群的多樣性,避免陷入局部最優(yōu)解陷阱.通過對2個經(jīng)典的桁架結(jié)構(gòu)案例進行算法可行性的驗證,優(yōu)化結(jié)果表明,相對于傳統(tǒng)的遺傳算法,采用文章的方法可以快速穩(wěn)定地收斂到全局最優(yōu)解,該方法可以推廣到其他結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化設(shè)計中.

提出了一種基于進化機制的ebg(electromagneticbandgap)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法,該方法結(jié)合改進的簡化粒子群算法ispso(improvedsimpleparticleswarmoptimization)和電磁仿真軟件ie3d,實現(xiàn)ebg結(jié)構(gòu)自動優(yōu)化設(shè)計,使其達到設(shè)計指標。算法實現(xiàn)過程中,ebg結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)通過外部改進的粒子群優(yōu)化算法來優(yōu)化設(shè)計,結(jié)構(gòu)特性的仿真通過電磁仿真軟件ie3d來完成的。利用ispso/ie3d方法優(yōu)化設(shè)計了一個ebg結(jié)構(gòu),仿真試驗表明該ebg結(jié)構(gòu)性能優(yōu)異,進而也驗證了ispso/ie3d自動設(shè)計方法對ebg結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性。最后將該ebg結(jié)構(gòu)用于微帶天線設(shè)計中,提高了天線的性能。

介紹了粒子群優(yōu)化算法的原理和實現(xiàn)方法,分析了該算法的主要參數(shù)對搜索方向的影響。將粒子群優(yōu)化算法與遺傳算法在優(yōu)化過程和搜索技術(shù)方面進行了對比。利用粒子群優(yōu)化算法與遺傳算法分別對測試函數(shù)和桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題進行求解,將兩種算法的計算結(jié)果進行了對比。計算結(jié)果表明在滿足相同的計算精度的前提下,粒子群優(yōu)化算法的效率更高,利用粒子群優(yōu)化算法可求解機翼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題,因此,粒子群算法是一種有效的優(yōu)化方法,適用于大型復雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。

基于sap2000api功能的桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計——將改進的序列線性規(guī)劃法和sap2000最新推出的api功能相結(jié)合，兩者互動對桁架進行優(yōu)化。其數(shù)學模型以設(shè)定截面形式的桿件的面積和桁架節(jié)點坐標為設(shè)計變量，以結(jié)構(gòu)的最小重量為目標函數(shù)，以桿件的強度、剛度...

基于可靠性的預應力鋼桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計——預應力鋼結(jié)構(gòu)是一種將預應力與鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的新型結(jié)構(gòu)，本文對預應力鋼桁架結(jié)構(gòu)在可靠性分析的基礎(chǔ)上，將可靠性指標引入分項系數(shù)中，建立優(yōu)化數(shù)學模型，采用遺傳算法進行全局選優(yōu)，通過算例證明了其可行性和有效性．該...

大跨度方鋼管空間桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

在介紹了標準的粒子群優(yōu)化算法(pso)及被動群集的粒子群優(yōu)化算法(psopc)的基礎(chǔ)上,指出了兩者使用\"回飛技術(shù)\"(fly-backmechanism)方法處理約束條件的不足之處,在基于\"和諧搜索\"算法(harmonysearch)產(chǎn)生新解的思想基礎(chǔ)上,提出了一種新的啟發(fā)式粒子群優(yōu)化算法(hpso),該算法可以明顯提高離子群算法的收斂速度和穩(wěn)定性.應用pso、psopc及所提出的hpso三種算法分別對兩個桁架結(jié)構(gòu)進行了截面優(yōu)化設(shè)計,并對算法的收斂性和穩(wěn)定性進行了分析.結(jié)果表明,本文提出的啟發(fā)式粒子群優(yōu)化算法(hpso)可以有效地搜索到最優(yōu)解,并且比pso和psopc兩種算法擁有更高的收斂速度和穩(wěn)定性,尤其在迭代計算的初期,收斂效果非常明顯.

采用蟻群優(yōu)化算法對3跨24層168桿件的鋼架結(jié)構(gòu)重量進行優(yōu)化計算,并對此結(jié)構(gòu)采用美國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(asci)、英國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(bc5990)、國標鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(gb50017)3種規(guī)范體系進行對比分析。分析結(jié)果表明,基于tsp模型的蟻群優(yōu)化算法對鋼框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計具有很好的適用性,尤其是對復雜鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計具有更快更強的適用性。

提出預應力態(tài)張弦桁架結(jié)構(gòu)計算模型,采用有限元分析技術(shù)建立了拉索設(shè)計預應力計算公式,以哈爾濱國際體育會展中心屋蓋張弦桁架結(jié)構(gòu)型式為背景建立算例結(jié)構(gòu)模型,研究了拱桁架上下弦桿截面積比對拉索設(shè)計預應力、結(jié)構(gòu)特征桿件內(nèi)力和結(jié)構(gòu)變形的影響,以及張弦桁架結(jié)構(gòu)矢跨比所產(chǎn)生的影響.文章的研究方法和成果可為今后此類大型張弦桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工提供借鑒和參考.

通過對蟻群算法原理分析及對3跨24層168根桿件的鋼框架采用蟻群算法的結(jié)構(gòu)質(zhì)量進行優(yōu)化計算,并對此結(jié)構(gòu)采用美國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(aisc)、英國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(bs5990)、中國《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(gb50017-2003)3種規(guī)范體系對比分析,顯示出了蟻群算法對基于tsp模型的此類結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計具有很好的實用價值,為土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化與分析計算提供了有效可行的方法。

桁架結(jié)構(gòu)sts優(yōu)化設(shè)計探討——以工程實際為例，分析桿件受力情況，通過改善約束情況的方法，采用中國建筑科學研究院的sts鋼結(jié)構(gòu)計算軟件進行桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，并對結(jié)果進行了對比分析，采用該方法進行結(jié)構(gòu)設(shè)計后，結(jié)構(gòu)受力更加合理，所用材料更為節(jié)省，優(yōu)越性...

利用sap2000,對一跨度128m的單榀張弦桁架結(jié)構(gòu)進行了受力性能分析,研究了撐桿間距及數(shù)目、矢跨比、垂跨比和桁架截面高度等4個參數(shù)對結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力和用鋼量的影響,為張弦桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供了重要的設(shè)計參數(shù)。分析結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)的矢跨比適宜取0.12,垂跨比適宜取0.1,桁架截面高度與跨度之比在0.023左右合適,對于跨度為128m的張弦桁架結(jié)構(gòu),撐桿數(shù)目以11個為宜。

建造圓管帶式輸送機時往往受到場地條件的限制,需要大跨桁架避開障礙;對于架空很高的,設(shè)計桁架跨度時往往需要經(jīng)濟的布置桁架支撐,桁架的跨度一般設(shè)置得較大.本文介紹的是dg400圓管輸送機36m跨鋼桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計以及與傳統(tǒng)的設(shè)計方法的區(qū)別以及它的經(jīng)濟性差異.

粒子群優(yōu)化算法在離散變量結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應用——介紹了用于離散變量的粒子群優(yōu)化(pso)算法以及加入了約束處理的啟發(fā)式粒子群優(yōu)化(hpso)算法。將hpso算法的約束處理策略與另一種適用于粒子群算法的約束處理方法結(jié)合，并將改進后的算法應用到3個離散變量桁架結(jié)構(gòu)截...

ansys在桁架結(jié)構(gòu)門機主梁優(yōu)化設(shè)計中的應用——以大型有限元軟件ansys為工具，建立了30t-42m門式起重機桁架主梁的模型，分析并計算其強度和撓度：利用ansys軟件中的apdl優(yōu)化編程與計算，取得主梁最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，完成以結(jié)構(gòu)最輕量化為主要目的的優(yōu)化設(shè)計。　　

隨著我國工業(yè)化進程的深入發(fā)展,桁架結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的應用越來越廣泛,除經(jīng)常用于廠房屋蓋結(jié)構(gòu)外,還用于皮帶運輸機棧橋、橋梁、通道、塔架等,其具有自重輕、跨度大、用料經(jīng)濟、標準化程度高等優(yōu)點,而且可以構(gòu)成各種外形來滿足不同的用途。文章主要討論的是皮帶運輸機棧橋桁架中桿件如何布置能夠使桁架結(jié)構(gòu)受力更合理,用料更經(jīng)濟,通過對桁架在幾種不同桿件布置方案下的力學行為進行對比分析,從而達到優(yōu)化桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計_有限元分析在機械設(shè)計中的應用_ABAQUS分析桁架結(jié)構(gòu)

大跨度短撐桿式張弦桁架結(jié)構(gòu)形式的研究——結(jié)合短撐桿式張弦桁架的優(yōu)點，采用有限元軟件ansys10．0對豎直撐桿式張弦桁架和v形撐桿式張弦桁架進行計算，得出豎直撐桿式張弦桁架的受力性能好，但沒有v形撐桿式張弦桁架美觀的結(jié)論，從而為工程設(shè)計積累了經(jīng)驗?！?..

損傷是由結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料內(nèi)部微觀缺陷的不斷擴展引起并最終導致結(jié)構(gòu)工作性能的降低乃至破壞.為了分析張弦梁上弦桁架桿單元損傷對結(jié)構(gòu)彈塑性動力穩(wěn)定性的影響,本文利用最小耗能原理建立并推導了考慮損傷影響的上弦桁架桿單元結(jié)構(gòu)平衡方程,并應用有限元分析軟件ansys分析了地震荷載作用下?lián)p傷對結(jié)構(gòu)動力性能的改變.通過計算分析,揭示了損傷的影響是張弦梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中值得考慮的不利因素,結(jié)構(gòu)損傷隨著地震強度的升高而增加,并最終使得位移曲線出現(xiàn)了分支,表明損傷給結(jié)構(gòu)動力穩(wěn)定帶來了不利影響.

以上海世博會主題館張弦桁架結(jié)構(gòu)體系為背景,采用推廣的\"狀態(tài)確定\"的施工過程逆向分析方法對該屋蓋結(jié)構(gòu)進行施工過程分析,研究了支座邊界條件、屋面支撐剛度及其布置方式對結(jié)構(gòu)在張拉過程中結(jié)構(gòu)變形和桿件內(nèi)力的影響,追蹤了結(jié)構(gòu)幾何力學體系成形過程。分析結(jié)果表明:支座邊界條件改變可能使得結(jié)構(gòu)處于不利狀態(tài);屋面支撐系統(tǒng)剛度的降低,使結(jié)構(gòu)在施工過程中響應十分劇烈,布置方式的改變影響結(jié)構(gòu)的變形趨勢,此兩者均會使得結(jié)構(gòu)處于不利狀態(tài)。