对于大小/几何结构的优化与固定的拓扑结构_工程设计_理工毕业论文

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工程设计: 对于大小/几何结构的优化与固定的拓扑结构
时间：2020/10/14 12:51:47  作者：  来源：  查看：0  评论：0
内容摘要： 1 导言对于大小/几何结构的优化与固定的拓扑结构，有必要以优化结构和几何截面同时进行。对于这样的优化，通常是大量的设计变量通过代表性的地方和节点坐标组成，从而决定设计的空间与尺寸。从剖面图中选择代表性的横断面，通过构件应力，屈曲应力，位移和节点的参数和分析局部的可能性。G...
1 导言
对于大小/几何结构的优化与固定的拓扑结构，有必要以优化结构和几何截面同时进行。对于这样的优化，通常是大量的设计变量通过代表性的地方和节点坐标组成，从而决定设计的空间与尺寸。从剖面图中选择代表性的横断面，通过构件应力，屈曲应力，位移和节点的参数和分析局部的可能性。
Goldberg 是公式[1]的最早得出人之一，而早期构件的结构优化计算法公式[2]是由Goldberg 和 Samtani得出，公式[3]是Jenkins，公式[4]是Adeli和
Cheng，公式[5]是Rajeev和Krishnamoorthy。公式在过去十年中还有许多人通过发表论文的得以改进和提高。
在优化几何（形状）的结构计算法（GA），采取尽量减少结构重量为目标，通过改变几何的主要结构和增加尺寸的设计空间，选择最适当的条件。
结构分析的力法公式[6]是公认的由Argyris 和 Kelsey得出。在进一步发展中公式[7]是由Herderson，公式[8]是由Cassell等人，公式[9]是由Denke，公式[10]是由Felippa，公式[11]是由Kaveh等等。Kaveh的公式[12]中任何参数都能在全面的审查文件中找到。能量法是分析线性和非线性结构最重要的办法。在本文中，能量法和力方法用于最大限度地减少静态不确定性的结构S。现在就通过六个不同结构的例子说明这种有效的方法。
2 介绍能量的方法
下面简要介绍了提供给不同能量的方法。一般而言，应力应变关系可表示的形式“=函数f（_）或_ =克（”）。然后，应变能，余能，总余能可以计算公式为：
                              （1）
                                                     （2）

其中U是应变能，Uc是余能，V是总余能，P为载体的外部荷载和u是矢量位移。
    根据卡氏的第一个定理，一个弹性（线性或非线性系统），根据卡氏的第一个定理，适用一个（线性或非线性）弹性体，潜在的能是稳定的最小值。同样根据第二次定理，余能一般适合最小的内部应力.U 对应的刚度方法和Uc对应的弹性方法。在第一个例子求解位移和在第二例子求解余能。由于在超静定结构，在计算多余的条件，其余成的主要构件采用遗传算法作为优化方法。由于能源是一个量的实体，因此，它作为一种合适的目标函数，在此算法的主要思想是以何种方式输入以减少变量。使用力法相当大的帮助了处理这个问题。应用遗传算法优化结构困难之一是，每一个子体单元体，在计算应履行的一项分析仪。当两个几何被认为是为刚度矩阵和矩阵参与力法将有所改变，因此，这种逆矩阵中的遗传模式将需要几代，增加了计算时间和减少的收敛速度。在目前的做法，因此没有必要寻找逆矩阵，只有增加变数是需要遗传算法，在力法可以很容易地获得，因此U即刚度法，对应的不确定因素数目将较少。在下面的基本步骤，刚度法以最低工作量为原则。

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