泡沫铝填充薄壁金属圆管吸能特性的预测及优化方法 被引量：1

1

作者 严松 姜毅 +1 位作者 邓月光 文享华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1954-1964,共11页

为提高泡沫铝填充薄壁金属圆管的吸能特性并进行高效率结构设计,基于均匀拉丁超立方试验设计方法和径向基函数神经网络,构建轴向冲击下泡沫铝填充铝管吸能特性的近似模型,并将近似模型嵌入遗传算法中实现构件的结构优化。研究结果表明:... 为提高泡沫铝填充薄壁金属圆管的吸能特性并进行高效率结构设计,基于均匀拉丁超立方试验设计方法和径向基函数神经网络,构建轴向冲击下泡沫铝填充铝管吸能特性的近似模型,并将近似模型嵌入遗传算法中实现构件的结构优化。研究结果表明:基于径向基函数神经网络构建的近似模型的拟合优度大于0.99、均方根误差小于0.08,且近似模型的计算耗时仅为数值计算的0.56%;近似模型在保证较高精度的同时可大幅提高计算效率;对泡沫铝填充铝管的结构优化发现,通过增大圆管半径和壁厚、减小高度可使泡沫铝填充铝管的平均压缩力最大化,反之,可使泡沫铝填充铝管的峰值压缩力最小化;基于遗传算法的多目标优化显著提高了泡沫铝填充铝管的吸能特性;该研究成果可为泡沫铝填充薄壁金属圆管的快速设计和优化提供参考。 展开更多

关键词 泡沫铝 吸能特性 径向基函数神经网络 近似模型 结构优化

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结构可靠性分析的多项式数值逼近法 被引量：22

2

作者 邓建 李夕兵 古德生 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期212-216,共5页

提出了工程结构可靠性分析的多项式数值逼近法。它是以多项式 {1 ,x,… ,xn}为基 ,利用功能函数高阶矩 ,通过计算功能函数的最佳逼近概率密度函数 ,然后用工程结构可靠性分析的一般式来计算结构失效概率的可靠性分析新方法。通过理论分... 提出了工程结构可靠性分析的多项式数值逼近法。它是以多项式 {1 ,x,… ,xn}为基 ,利用功能函数高阶矩 ,通过计算功能函数的最佳逼近概率密度函数 ,然后用工程结构可靠性分析的一般式来计算结构失效概率的可靠性分析新方法。通过理论分布曲线的数值检验和结构构件失效概率的计算 。 展开更多

关键词 数值逼近法 结构可靠性 多项式 概率密度函数 结构构件 失效概率

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基于中心点精确响应面法的板壳结构优化 被引量：10

3

作者 隋允康 白海波 《机械设计》 CSCD 北大核心 2005年第11期10-13,共4页

对响应面方法中两个最为关键的概念———近似函数及试验设计做了简单描述,选择线性函数作为约束条件的近似函数形式,并对位移和应力约束作不同处理,位移约束不含常数项,而应力约束含常数项。提出了一种适合建立一阶形式响应面并使结构... 对响应面方法中两个最为关键的概念———近似函数及试验设计做了简单描述,选择线性函数作为约束条件的近似函数形式,并对位移和应力约束作不同处理,位移约束不含常数项,而应力约束含常数项。提出了一种适合建立一阶形式响应面并使结构分析次数最少的试验设计方法———中心扩展法。求解响应面时在最小二乘法的基础之上作了改进,提出中心点精确响应面法,使拟合的响应面中心点处的响应值精确等于有限元分析值。最后通过数值算例说明改进后的响应面法对于板壳结构优化的可行性和优越性。 展开更多

关键词 响应面法 结构优化 近似函数 数值实验 板壳结构

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基于近似模型的非线性区间数优化方法及其应用 被引量：14

4

作者 赵子衡 韩旭 姜潮 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期451-456,共6页

在不确定优化中,非线性区间数优化方法由于需要嵌套优化,造成计算效率低下而阻碍其应用于工程实际。本文提出了一种基于径向基函数近似模型的求解方法,以提高非线性区间数优化方法的计算效率。该方法利用拉丁超立方实验设计方法采样,建... 在不确定优化中,非线性区间数优化方法由于需要嵌套优化,造成计算效率低下而阻碍其应用于工程实际。本文提出了一种基于径向基函数近似模型的求解方法,以提高非线性区间数优化方法的计算效率。该方法利用拉丁超立方实验设计方法采样,建立目标函数和各约束的径向基函数近似模型。利用近似模型代替嵌套优化中的真实模型,再用非线性区间数优化方法进行求解,从而提高了非线性区间数优化方法的计算效率,使得该算法在工程应用方面成为可能。用一个测试函数验证了该方法的可行性,最后将方法应用于车身薄壁梁的耐撞性优化。 展开更多

关键词 不确定优化 区间数 非线性优化 径向基函数近似模型 耐撞性优化

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基于LMBP改进算法的神经网络结构优化 被引量：7

5

作者 杨英 唐平 +1 位作者 王越超 丘衍航 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期215-217,共3页

提出了一种基于增长法的神经网络结构优化算法。在函数逼近的BP神经网络中引入一种改进的BP算法(LMBP算法),通过二次误差下降与梯度下降,利用误差变化规律分析网络结构的优化程度,自适应地增加隐层神经元或网络层次,从而得到一个合适的... 提出了一种基于增长法的神经网络结构优化算法。在函数逼近的BP神经网络中引入一种改进的BP算法(LMBP算法),通过二次误差下降与梯度下降,利用误差变化规律分析网络结构的优化程度,自适应地增加隐层神经元或网络层次,从而得到一个合适的网络结构。进行了仿真实验及该算法与RAN算法用于逼近函数的对比实验,实验结果表明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 神经网络 结构优化 LMBP算法 函数逼近 RAN算法

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力学建模在变密度法中密度与刚度关系中的应用 被引量：5

6

作者 邓扬晨 张卫红 +2 位作者 邱克鹏 刘晓欧 章怡宁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第S2期95-98,共4页

将结构拓扑优化中的变密度人为过程视作材料纵横方向收缩的物理过程,并把此收缩量转化为密度与刚度关系的中间变量。利用一种有限元数值模型将三者建立离散的数据关系,再使用幂指近似函数建立密度与收缩量的解析关系,最后利用力学关系... 将结构拓扑优化中的变密度人为过程视作材料纵横方向收缩的物理过程,并把此收缩量转化为密度与刚度关系的中间变量。利用一种有限元数值模型将三者建立离散的数据关系,再使用幂指近似函数建立密度与收缩量的解析关系,最后利用力学关系建立密度与刚度的解析关系。数值计算表明:本文方法概念明确、操作简捷、数据拟合效果好。 展开更多

关键词 结构拓扑优化 密度变量 材料收缩 刚度—密度数值模型 幂指近似函数

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地震作用下基于ADMF和系统参数组合的最优MTMD 被引量：13

7

作者 李春祥 熊学玉 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期291-298,共8页

多重调谐质量阻尼器 ( MTMD)是由许多频率成线性分布的调谐质量阻尼器组成。可能的系统参数组合形成 5种 MTMD,即 MTMD-1～MTMD-5。基于在基底加速度作用下具有一般 MTMD时结构的加速度传递函数 ,建立了 MTMD-1～ MTMD-5加速度动力放大... 多重调谐质量阻尼器 ( MTMD)是由许多频率成线性分布的调谐质量阻尼器组成。可能的系统参数组合形成 5种 MTMD,即 MTMD-1～MTMD-5。基于在基底加速度作用下具有一般 MTMD时结构的加速度传递函数 ,建立了 MTMD-1～ MTMD-5加速度动力放大系数 ( ADMF)的统一模式。利用 ADMF和数值寻优技术进行了详细的最优参数研究。最优参数包括 :最优频率间隔、最优阻尼比、最优调谐频率比。大量的数值比较表明 :在MTMD地震反应控制工程中 ,应优先选择 MTMD-1。 展开更多

关键词 地震 多重调谐质量阻尼 加速度动力放大系数 系统参数组合 最优参数 基底加速度 鲁棒性

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结构优化中的建模方法概述 被引量：19

8

作者 隋允康 李善坡 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期190-200,共11页

建立优化模型是结构优化前的最佳选择.由于工程实际问题的复杂性,很难建立显式表达的模型,即使少数问题能够建立显式表达的模型,也难以求解.因此需要借助近似方法建立模型,为了便于求解或提高求解效率,通常还要对模型进行变换.文中列举... 建立优化模型是结构优化前的最佳选择.由于工程实际问题的复杂性,很难建立显式表达的模型,即使少数问题能够建立显式表达的模型,也难以求解.因此需要借助近似方法建立模型,为了便于求解或提高求解效率,通常还要对模型进行变换.文中列举了结构优化中常用的近似建模方法,并根据建立近似显式的途径和敏度分析的方法对其进行分类,详细介绍了近几年来广泛应用的样本点构造方法,然后描述了它们在结构优化中的应用和具体实现过程,分析了它们的优缺点和应用范围,指出了结构优化建模方法今后的发展方向. 展开更多

关键词 结构优化 近似方法 数学模型 响应面方法 径向基函数方法 KRIGING方法

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基于灰狼优化算法的微分方程数值解法 被引量：2

9

作者 苏李君 张亚玲 +3 位作者 徐小平 郭媛 胡钢 王兴 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第S02期140-147,共8页

利用灰狼优化(GWO)算法全局优化的优点,提出了基于多项式函数逼近和GWO算法的微分方程数值解法。首先,分别采用最小二乘多项式、勒让德多项式、切比雪夫多项式和伯恩斯坦多项式基函数构造微分方程解的近似函数;再结合加权残差法的思想,... 利用灰狼优化(GWO)算法全局优化的优点,提出了基于多项式函数逼近和GWO算法的微分方程数值解法。首先,分别采用最小二乘多项式、勒让德多项式、切比雪夫多项式和伯恩斯坦多项式基函数构造微分方程解的近似函数;再结合加权残差法的思想,令近似函数满足微分方程和定解条件且残差最小,使微分方程转换成以近似函数待定系数为变量的带约束优化问题;然后,利用GWO算法求解该优化问题,进而可得到微分方程多项式近似解。通过对线性和非线性微分方程进行数值模拟,结果表明:与其他几种多项式逼近方法相比,伯恩斯坦多项式逼近所得的数值解与精确解逼近程度最高,验证了所提算法用于求解高阶线性和非线性微分方程的初边值问题的可行性与准确性。研究结果拓宽了GWO算法的应用范围,为求解微分方程初边值问题提供了新方法。 展开更多

关键词 灰狼优化算法 微分方程 多项式函数逼近 数值解

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应该为结构拓扑优化的设计变量正名和处理方法顺言 被引量：4

10

作者 彭细荣 隋允康 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1787-1797,共11页

为了澄清拓扑化概念及促进发展,从基本概念入手,阐述了为拓扑变量正名、为有关映射顺言的必要性和迫切性.连续体结构拓扑优化方面的研究,以往学者们不注意厘清拓扑变量的概念,没有探讨其独立地位,而是依附于结构优化低层次,采用惩罚函... 为了澄清拓扑化概念及促进发展,从基本概念入手,阐述了为拓扑变量正名、为有关映射顺言的必要性和迫切性.连续体结构拓扑优化方面的研究,以往学者们不注意厘清拓扑变量的概念,没有探讨其独立地位,而是依附于结构优化低层次,采用惩罚函数使变量趋于0/1,有研究者于2004年意识到应当引进Heaviside函数取代惩罚函数.其实,笔者在1996年提出的独立连续映射(independent continuous mapping,ICM)方法中已经彻底解决了这些问题:定义独立层次的拓扑变量;采用阶跃函数及其逆函数的近似逼近.本文阐述了ICM方法的概念,并以频率约束拓扑优化为例详述了建模及求解.算例表明ICM方法因概念清晰显示出明显优势.《论语·子路篇》曰:"名不正则言不顺,言不顺则事不成."正名方可顺言,是时候该为结构拓扑优化的设计变量正名和处理方法顺言了. 展开更多

关键词 连续体结构拓扑优化 拓扑设计变量的独立化 近似逼近函数 惩罚函数 阶跃函数 Heaviside函数 独立连续映射(independent continuous mapping ICM)方法 变密度法

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一种基于径向基函数的非结构混合网格变形技术 被引量：21

11

作者 王刚 雷博琪 叶正寅 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期783-788,共6页

网格变形技术被广泛运用于气动外形优化设计或气动弹性力学仿真之中。非结构混合网格由于拓扑结构比较复杂,其网格变形的难度较大。本章发展了一套基于径向基函数的非结构混合网格变形技术。其基本原理是运用径向基函数对物面边界网格... 网格变形技术被广泛运用于气动外形优化设计或气动弹性力学仿真之中。非结构混合网格由于拓扑结构比较复杂,其网格变形的难度较大。本章发展了一套基于径向基函数的非结构混合网格变形技术。其基本原理是运用径向基函数对物面边界网格节点的位移进行插值,然后利用构造出来的径向基函数插值序列将物面的位移效应光滑地分散到整个网格区域的节点上。为了提高网格变形效率,需要在物面位移的径向基函数插值过程中进行数据精简,为此,文中提出了一种基于贪心法逐级选择径向基函数空间子集来实现插值逼近的数据精简算法。选择NACA0012翼型和三维LANN机翼的非结构混合网格的典型变形问题作为数值算例,对该方法的实用性进行了验证。计算结果表明该方法具备较高的计算效率,对大尺度变形问题的适应性很好,变形后计算网格的质量仍然可以得到有效地保证。 展开更多

关键词 径向基函数 非结构混合网格 网格变形 贪心法

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薄壁结构抗弯性能多目标优化设计方法研究 被引量：3

12

作者 徐小东 谷先广 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期446-449,462,共5页

薄壁吸能结构的抗弯性能评估是多方面的,并且各个质量特性之间可能会发生相互冲突。因此,薄壁结构弯曲吸能特性的优化设计非常困难。为了解决上述问题,文章提出了一种结合试验设计技术、径向基函数近似建模技术、序列采样策略和多目标... 薄壁吸能结构的抗弯性能评估是多方面的,并且各个质量特性之间可能会发生相互冲突。因此,薄壁结构弯曲吸能特性的优化设计非常困难。为了解决上述问题,文章提出了一种结合试验设计技术、径向基函数近似建模技术、序列采样策略和多目标粒子群算法的序列近似多目标优化设计方法,进行了薄壁结构的弯曲吸能特性优化设计。优化结果表明,该方法提高了薄壁结构的弯曲吸能特性,比传统的优化方法具有更高的优化设计效率;并且在相同的求解效率下,序列采样策略比常规采样策略具有更高的精度,能大幅提高产品的设计质量。 展开更多

关键词 径向基函数 薄壁结构 多目标优化 序列近似

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CMAC神经网络结构参数及其结构优化的研究 被引量：4

13

作者 于薇薇 闫杰 +1 位作者 C．Sabourin K．Madani 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期732-737,共6页

CMAC神经网络具有学习算法简单、收敛速度快、局域泛化等优点,被广泛应用于机器人控制、信号处理、模式识别以及自适用控制等领域。但是网络的训练过程需要大量的存储单元,最优结构参数的选取是CMAC网络设计中一个重要问题。文中通过对... CMAC神经网络具有学习算法简单、收敛速度快、局域泛化等优点,被广泛应用于机器人控制、信号处理、模式识别以及自适用控制等领域。但是网络的训练过程需要大量的存储单元,最优结构参数的选取是CMAC网络设计中一个重要问题。文中通过对函数逼近问题的研究,说明了量化精度和泛化参数如何影响网络对函数的逼近质量。仿真结果表明,通过对结构参数的调整,可以达到最小的逼近误差。而通过对网络结构的优化不但可以节约网络的训练时间而且可以大幅度减少存储单元的数量。 展开更多

关键词 CMAC神经网络 泛化参数 结构优化 函数逼近

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再生核空间中的一类最佳逼近及其应用 被引量：2

14

作者 谢树森 《高校应用数学学报（A辑）》 CSCD 北大核心 1996年第1期83-90,共8页

在［１－２］中分别定义了具有再生核的Ｈｉｌｂｅｒｔ空间Ｗ＾１２［ａ，ｂ］和Ｗ，并给出再生核的解析式。本文讨论再生核空间中线性算子的一类最佳逼近，给出逼近算子的表达式及误差估计，作为特例得到类似于［１－４］中的插值的公... 在［１－２］中分别定义了具有再生核的Ｈｉｌｂｅｒｔ空间Ｗ＾１２［ａ，ｂ］和Ｗ，并给出再生核的解析式。本文讨论再生核空间中线性算子的一类最佳逼近，给出逼近算子的表达式及误差估计，作为特例得到类似于［１－４］中的插值的公公式，数值积分公式和数值原函数公式，但本文的公式计算更简便。 展开更多

关键词 最佳逼近 插值法 再生核空间 线性算子

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基于二点信息的统一公式

15

作者 李康元 谢惠明 《运筹学学报》 CSCD 1998年第4期73-81,共9页

利用两个点上的结构信息和结构的力学性质，构造结构响应函数的近似函数，这一近似函数在通过结构分析点的两条射线上与原函数相等，因而它的精度比利用一个点的信息构造的统一公式的精度有较大的提高，从而进一步提高了结构优化的效率．

关键词 结构优化 近似公式 结构力学 近似规划

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空间关键字个性化语义近似查询方法 被引量：2

16

作者 李盼 张霄雁 +2 位作者 孟祥福 赵路路 齐雪月 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1163-1174,共12页

现有的空间关键字查询处理模式大都仅支持位置相近和文本相似匹配,但不能将语义相近但形式上不匹配的对象提供给用户;并且,当前的空间−文本索引结构也不能对空间对象中的数值属性进行处理。针对上述问题,本文提出了一种支持语义近似查... 现有的空间关键字查询处理模式大都仅支持位置相近和文本相似匹配,但不能将语义相近但形式上不匹配的对象提供给用户;并且,当前的空间−文本索引结构也不能对空间对象中的数值属性进行处理。针对上述问题,本文提出了一种支持语义近似查询的空间关键字查询方法。首先,利用词嵌入技术对用户原始查询进行扩展,生成一系列与原始查询关键字语义相关的查询关键字;然后,提出了一种能够同时支持文本和语义匹配,并利用Skyline方法对数值属性进行处理的混合索引结构AIR-Tree;最后,利用AIR-Tree进行查询匹配,返回top-k个与查询条件最为相关的有序空间对象。实验分析和结果表明,与现有同类方法相比,本文方法具有较高的执行效率和较好的用户满意度;基于AIR-Tree索引的查询效率较IRS-Tree索引提高了3.6%,在查询结果准确率上较IR-Tree和IRS-Tree索引分别提高了10.14%和16.15%。 展开更多

关键词 空间关键字查询 词嵌入 语义近似查询 文本 数值属性 索引结构 查询匹配

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一种基于傅里叶变换的RBF神经网络函数逼近方法 被引量：3

17

作者 谢超 高大启 《计算机工程与科学》 CSCD 2005年第2期47-49,64,共4页

本文提出了一种基于傅里叶变换的RBF神经网络函数逼近方法。基于聚类算法的RBF网络中心与宽度确 定方法侧重于考察信号在时空的分布规律。与之相比,本文通过分析信号所含谐波分量的幅度和相位随频率分布的情况, 用前有限个频率的正弦波... 本文提出了一种基于傅里叶变换的RBF神经网络函数逼近方法。基于聚类算法的RBF网络中心与宽度确 定方法侧重于考察信号在时空的分布规律。与之相比,本文通过分析信号所含谐波分量的幅度和相位随频率分布的情况, 用前有限个频率的正弦波分量的频谱特征构造RBF网络,并采用单调指数法合并隐层节点,最后用增加微调节点的方法 提高网络的局部逼近精度。一个应用实例表明,本文方法具有良好的函数逼近能力。 展开更多

关键词 函数逼近 RBF神经网络 傅里叶变换 聚类算法

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基于多目标满意度的履带架拓扑优化研究 被引量：4

18

作者 李钊 张春光 +1 位作者 屈福政 宋海洋 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第10期1488-1492,共5页

履带架是履带行走装置的重要结构件,为了得到其在多个工况下最优结构形式,将拓扑优化的方法引入履带架的结构设计中。分析了履带架典型工况,建立履带架结构多刚度拓扑优化模型;采用带权重的折衷规划法将多目标问题转化成单一目标问题,... 履带架是履带行走装置的重要结构件,为了得到其在多个工况下最优结构形式,将拓扑优化的方法引入履带架的结构设计中。分析了履带架典型工况,建立履带架结构多刚度拓扑优化模型;采用带权重的折衷规划法将多目标问题转化成单一目标问题,基于多目标满意度理论提出动态权重系数的计算方法。该方法中权重系数是相应单目标值的函数,避免了主观设置权重系数造成的偏差。根据拓扑优化结果重构三维模型,对其进行静力分析,并与原结构模型分析结果对比,验证了本文优化设计的有效性。 展开更多

关键词 履带架 拓扑优化 折衷规划 多目标满意度

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隐式曲面梯度多孔结构拓扑优化设计方法 被引量：4

19

作者 孙鹏飞 张跃 +2 位作者 尹鹏 刘宏磊 李宝童 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期85-95,共11页

为实现多孔单胞构型对多孔结构功能特性的调控,提出隐式曲面梯度多孔结构拓扑优化设计方法。在三周期极小曲面隐式水平集函数中引入罚函数,保证小体积分数下曲面的连续性。对惩罚的隐式函数线性加权构造混合水平集函数,实现多孔结构混... 为实现多孔单胞构型对多孔结构功能特性的调控,提出隐式曲面梯度多孔结构拓扑优化设计方法。在三周期极小曲面隐式水平集函数中引入罚函数,保证小体积分数下曲面的连续性。对惩罚的隐式函数线性加权构造混合水平集函数,实现多孔结构混合参数化建模。采用数值均匀化法评估多孔结构的宏观等效弹性属性,并通过径向基插值函数构建等效弹性张量关于混合权重因子的显式表达式。以混合权重因子为设计变量,建立柔度最小化拓扑优化模型并采用优化准则法求解。引入Heaviside函数建立高阶连续插值模型,保证梯度多孔结构的高阶连续性。数值案例和实验结果表明,相比于均布多孔结构,所设计的梯度多孔结构的鲁棒性和承载特性更优,且不同单胞构型的梯度多孔结构功能特性相异。所提方法能有效应用三周期极小曲面梯度多孔结构设计,实现多孔单胞构型对结构功能特性的调控,丰富了多孔结构的力学内涵。 展开更多

关键词 拓扑优化 三周期极小曲面 梯度多孔结构 数值均匀化法 混合水平集函数

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基于包络函数和二级近似概念的结构优化方法

20

作者 陈少军 夏人伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期559-562,共4页

利用包络函数、二级近似概念和对偶理论，提出了一种结构优化的有效解法．首先，利用包络函数将原多约束结构优化问题转化为单约束优化问题，再利用本文提出的新的两点近似函数构成高精度近似问题，继而用二级近似求解策略和对偶理论求... 利用包络函数、二级近似概念和对偶理论，提出了一种结构优化的有效解法．首先，利用包络函数将原多约束结构优化问题转化为单约束优化问题，再利用本文提出的新的两点近似函数构成高精度近似问题，继而用二级近似求解策略和对偶理论求解．理论与算例皆表明本方法的主要优点是其通用性和高的计算效率，这对于工程中的具有复杂函数的大型优化问题特别重要． 展开更多

关键词 结构最优化 包络函数 二级近似概念

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