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基于改进遗传算法的临时转播塔结构优化设计方法
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作者 邢国华 陆勇健 +1 位作者 苗鹏勇 陈思锦 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期469-479,共11页
针对临时转播塔结构用钢质量较大且设计过程精细化程度低的问题,提出模块化临时转播塔结构及其优化设计方法.所提设计方法将参数化建模与综合优化相结合,利用ANSYS建立结构参数化有限元模型,考虑结构设计参数在寻优过程中引起的风荷载变... 针对临时转播塔结构用钢质量较大且设计过程精细化程度低的问题,提出模块化临时转播塔结构及其优化设计方法.所提设计方法将参数化建模与综合优化相结合,利用ANSYS建立结构参数化有限元模型,考虑结构设计参数在寻优过程中引起的风荷载变化;采用初始替换、差异化、自适应遗传等5种策略提升浮点数编码遗传算法(FGA)的搜索能力和收敛性能,提出改进浮点数编码遗传算法(IFGA),综合优化临时转播塔结构的尺寸、形状和杆件布置形式,实现结构轻量化设计.工程实例的应用表明,模块化临时转播塔结构的力学性能良好;在结构轻量化方面,IFGA算法相较于FGA算法优化结果在用钢质量上降低18.9%,相较于学校算法、鲸鱼算法及改进灰狼算法具有更高的计算效率和寻优能力;建议的优化设计方法高效、可靠,能在确保结构安全的前提下较初始方案在用钢质量上降低33.2%. 展开更多
关键词 结构优化 遗传算法 有限元 轻量化设计 临时转播塔
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改进的密度峰值聚类算法在岩体结构面优势分组中的应用
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作者 王述红 高晨翔 侯钦宽 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期130-137,共8页
岩体稳定性评价依赖于合理的结构面分组,但传统方法存在易受边缘点与异常点影响的弊端.为此,提出一种改进的密度峰值聚类算法用于结构面优势分组.首先,将结构面产状转换为空间坐标,并以单位法向量夹角正弦值的平方作为相似性度量.随后,... 岩体稳定性评价依赖于合理的结构面分组,但传统方法存在易受边缘点与异常点影响的弊端.为此,提出一种改进的密度峰值聚类算法用于结构面优势分组.首先,将结构面产状转换为空间坐标,并以单位法向量夹角正弦值的平方作为相似性度量.随后,基于有效性评价指标构建目标函数,并利用乌鸦算法优化截断距离以获取最佳分组结果.通过模拟数据集验证了该算法能够有效减少人为干预,避免异常点干扰,确保聚类结果更加可靠和合理.结果表明,所提方法不仅与传统方法一致性良好,还具有更高的适用性,为工程中结构面优势分组提供了可靠的参考. 展开更多
关键词 密度峰值聚类 乌鸦算法 有效性评价指标 结构 优势分组
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基于极限学习机和晶体结构算法的污染食品早期检测
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作者 祝福 刘瑞卿 +1 位作者 潘克锋 赵蕊 《食品与机械》 北大核心 2025年第6期68-74,共7页
[目的]提出一种基于极限学习机和晶体结构算法的污染食品早期检测方法。[方法]通过晶体结构算法优化特征选择,结合极限学习机进行快速高效的分类与检测,提升污染食品早期检测精度与效率。[结果]与传统方法相比,试验方法在准确率(94.5%)... [目的]提出一种基于极限学习机和晶体结构算法的污染食品早期检测方法。[方法]通过晶体结构算法优化特征选择,结合极限学习机进行快速高效的分类与检测,提升污染食品早期检测精度与效率。[结果]与传统方法相比,试验方法在准确率(94.5%)和F_(1)分数(93.2%)上均有显著提升,且在召回率和处理速度方面也表现出优于其他最新方法的优势。与最新的深度学习方法相比,试验方法的训练时间约缩短了30%,检测速度提高了25%。[结论]基于极限学习机与晶体结构算法的污染食品早期检测方法在提高检测精度、加快检测速度及优化计算效率方面表现出了明显优势,具有较好的实际应用前景,尤其适用于快速大规模食品安全检测。 展开更多
关键词 极限学习机 晶体结构算法 污染食品 早期检测 特征选择 食品安全
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基于改进YOLO v5算法的混凝土结构表观损伤检测方法 被引量:2
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作者 罗大明 谢俊科 +1 位作者 李凡 牛荻涛 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期159-166,218,共9页
针对混凝土结构损伤人工检测方法主观性强、效率低的问题,提出了一种基于改进YOLO v5算法的混凝土结构损伤检测方法.首先,将YOLO v5的耦合头更换为解耦头,可有效避免目标损伤信息和背景信息相互干扰的问题,提高模型的特征表达能力;其次,... 针对混凝土结构损伤人工检测方法主观性强、效率低的问题,提出了一种基于改进YOLO v5算法的混凝土结构损伤检测方法.首先,将YOLO v5的耦合头更换为解耦头,可有效避免目标损伤信息和背景信息相互干扰的问题,提高模型的特征表达能力;其次,在YOLO v5中加入了包含通道注意力模块和空间注意力模块的CA注意力机制,使模型忽略掉一些无关信息,可以更好关注到目标损伤的特征信息.通过建立的4101张包含实际工程中混凝土结构裂缝、剥落和露筋三种类型损伤的数据集对模型性能进行对比验证.试验结果表明:相较于YOLO v5模型,改进后的模型在混凝土裂缝、剥落和露筋的检测平均精度值分别提升了2.6%、1.3%和0.5%,mAP值提高了1.4%,且mAP值和FPS值均优于Faster R-CNN和YOLO v3目标检测算法,可较好满足实际工程中混凝土结构损伤检测任务的需求. 展开更多
关键词 混凝土结构 损伤检测 YOLO v5算法 注意力机制 目标检测
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基于改进区域生长算法对岩体结构面识别的应用
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作者 司马劲松 许强 +5 位作者 董秀军 邓博 何秋霖 黎浩良 刘杰 雷文权 《岩土力学》 北大核心 2025年第7期2253-2264,共12页
自然岩体结构面具有能够定义岩体薄弱部位的特殊力学性质,对隧道支护、围岩分级和边坡加固等各种岩体工程的结构、强度及稳定起到决定性作用,因此,对结构面单面以及较为发育的优势组判别至关重要。将优势组结构面自动识别步骤分为点云... 自然岩体结构面具有能够定义岩体薄弱部位的特殊力学性质,对隧道支护、围岩分级和边坡加固等各种岩体工程的结构、强度及稳定起到决定性作用,因此,对结构面单面以及较为发育的优势组判别至关重要。将优势组结构面自动识别步骤分为点云法向量计算、结构单面分割和优势组聚类3部分:(1)基于稳健随机霍夫变换的方法计算法向量;(2)提出了一种改进区域生长算法分割出若干结构面单面,在种子点选择和区域生长条件方面考虑了曲率、平面性以及粗糙度并添加动态异常值检测。此外,依靠阈值与结构面数量关系定性判断极端分割情况,同时筛选出较优阈值范围;(3)最后提出改进K均值(S-K-means)聚类算法实现优势组聚类。算法识别准确性通过一处岩质边坡验证,结果显示倾向倾角误差范围在0.7°~2.5°之间,倾向倾角误差均值分别为1.8°、1.7°。此方法将由点云直接聚类识别优势组的方式改为先分割出若干单个结构面再进行聚类,细化了优势组结构面识别的步骤,提高了结构面聚类计算速度与鲁棒性,并适用于多种结构面数据,为岩体结构面的智能识别提供了一种更加精确快速的方法。 展开更多
关键词 结构面单面 优势组结构 改进区域生长算法 S-K-means聚类 智能识别
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基于贝叶斯优化算法的超表面结构色逆向设计方法
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作者 黄子扬 张振荣 +2 位作者 孙宇 黄洋 谢锋 《光通信技术》 北大核心 2025年第3期97-101,共5页
针对传统结构色正向设计存在的优化参数较少、计算耗时长以及静态结构色不可调等问题,提出一种基于贝叶斯优化算法的超表面结构色逆向设计方法。通过引入可调谐的相变材料设计纳米天线,结合贝叶斯优化算法和时域有限差分法,对超表面结... 针对传统结构色正向设计存在的优化参数较少、计算耗时长以及静态结构色不可调等问题,提出一种基于贝叶斯优化算法的超表面结构色逆向设计方法。通过引入可调谐的相变材料设计纳米天线,结合贝叶斯优化算法和时域有限差分法,对超表面结构色参数进行仿真优化。利用结构内部的Mie谐振在反射模式下产生结构颜色,同时通过相变材料的不同相态转变,实现可逆的颜色调谐。仿真结果表明:所设计的结构色器件具备超表面的颜色动态可调谐功能,在波长分别为450、545、660nm时获得的色差分别为63.30、69.30、54.21,并具有角度敏感的特性。 展开更多
关键词 结构 相变材料 贝叶斯优化算法 超表面结构
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算法对国家安全的“功能-结构”扰动及其对策 被引量:2
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作者 王寒 张龙辉 《国际安全研究》 北大核心 2025年第3期132-153,158,共23页
算法的国家安全属性日益凸显,成为影响国家安全的重要变量和贯通国家安全诸领域的重要纽带,对国家安全产生系统扰动。算法对国家安全的扰动不是普遍意义的“结构-功能”逻辑,而是呈现“功能-结构”逻辑。算法对国家安全的系统扰动体现... 算法的国家安全属性日益凸显,成为影响国家安全的重要变量和贯通国家安全诸领域的重要纽带,对国家安全产生系统扰动。算法对国家安全的扰动不是普遍意义的“结构-功能”逻辑,而是呈现“功能-结构”逻辑。算法对国家安全的系统扰动体现在功能性承载和结构性拓展两个方面,且呈现功能性扰动和结构性扰动并存共生的特点。算法不仅赋予国家安全新内涵,赋能国家安全诸领域功能实现和延伸,还带来新的国家安全风险,使国家安全遭遇技术性功能挑战。算法安全也成为新的国家安全类型,推动国家总体安全格局向算法领域延伸,致使数智时代的国家安全遭遇算法安全风险。这既需要通过持续算法模型优化、推动算法开源转化、完善算法产业支撑等,从算法技术研发和应用层面强化算法对国家安全的技术赋能,也需要从制度规制、国际协同层面完善算法监管制度,建设算法安全政策群,加强算法治理的国际合作,建设超越民族国家边界的国际算法安全体系,以增强国家安全韧性,推动国家安全体系和安全能力现代化的实现。 展开更多
关键词 国家安全 算法扰动 功能-结构逻辑 功能性承载 结构性拓展
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基于BP神经网络和遗传算法的铜-铝双层药型罩结构优化设计
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作者 李伟芾 高绪杰 +2 位作者 常征 朱立华 朱光明 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第8期89-95,共7页
为得到具备最优侵彻性能的铜-铝双层药型罩结构参数,基于有限元仿真结果训练神经网络,并结合遗传算法对最佳结构参数进行了优化设计,以获得最大侵彻深度。首先通过正交试验设计结合LS-DYNA软件进行数值模拟,得到样本数据及各因素显著性... 为得到具备最优侵彻性能的铜-铝双层药型罩结构参数,基于有限元仿真结果训练神经网络,并结合遗传算法对最佳结构参数进行了优化设计,以获得最大侵彻深度。首先通过正交试验设计结合LS-DYNA软件进行数值模拟,得到样本数据及各因素显著性。同时,构建了BP人工神经网络模型,并将预测值作为适应度,使用遗传算法以侵彻深度为优化目标得到对应的最佳结构参数。研究结果表明:当药型罩锥角为59.07°,壁厚为1.66 mm,长径比为1.36,Cu/Al壁厚比为2.38∶1时,形成的射流侵彻深度相较正交试验优化结果更好。 展开更多
关键词 双层药型罩 BP神经网络 遗传算法 结构优化 数值模拟
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非结构化道路坑洼检测的YOLOv7算法优化
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作者 曲雪莲 周福强 +1 位作者 谷玉海 王少红 《电子测量技术》 北大核心 2025年第14期146-153,共8页
在非结构化道路环境中,及时准确地检测道路坑洼对于保障交通安全至关重要。当前检测算法在复杂场景中存在漏检和精度不足的问题。为提升检测性能,提出了一种基于YOLOv7算法的改进方法。首先通过引入增强的分层多尺度特征融合模块,优化... 在非结构化道路环境中,及时准确地检测道路坑洼对于保障交通安全至关重要。当前检测算法在复杂场景中存在漏检和精度不足的问题。为提升检测性能,提出了一种基于YOLOv7算法的改进方法。首先通过引入增强的分层多尺度特征融合模块,优化特征提取能力;其次加入高效通道注意力机制,提高模型对目标区域的关注度;最后使用深度可分离卷积减少计算量,提高检测效率。改进后的模型在自制数据集上进行验证,与现有的YOLOv7x、YOLOv7-d6、YOLOv5x和YOLOv5m模型进行对比测试,并将改进后的模型进行公开数据集的迁移学习,采用精确率、召回率(R)、平均精度均值、参数量和每秒帧数作为评估指标。实验结果表明,改进模型在精确率、召回率和平均精度均值上分别提升了5.47%、4.42%和6.65%,在检测速度上也保持了较高的效率;与常用目标检测模型对比性能优异;进行公开数据集的迁移学习后,精确率、召回率和平均精度均值得到进一步提升。这一改进显著提升了模型的检测性能和鲁棒性,不仅增强了交通安全保障能力,也为无人驾驶提供了可靠的技术支持。 展开更多
关键词 结构化道路 目标检测 YOLOv7算法 增强分层多尺度融合
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利用遗传算法的太阳能复合材料机翼结构尺寸优化设计
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作者 黄成磊 范庆明 +1 位作者 刘红军 喻伯牙 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第8期1483-1490,共8页
机翼在复合材料太阳能无人机结构中承担了大部分气动载荷。本文通过参数化机翼结构有限元(FEA)模型,使用遗传算法(GA)对太阳能复合材料机翼结构进行了尺寸优化设计,在Isight平台集成Abaqus构造优化环境,并建立了结构优化数学模型,优化... 机翼在复合材料太阳能无人机结构中承担了大部分气动载荷。本文通过参数化机翼结构有限元(FEA)模型,使用遗传算法(GA)对太阳能复合材料机翼结构进行了尺寸优化设计,在Isight平台集成Abaqus构造优化环境,并建立了结构优化数学模型,优化模型在多准则约束条件下使复合材料机翼重量最小化,以J型翼梁的尺寸、位置参数作为设计变量,考虑了应力、位移和蔡吴系数等约束条件,优化后机翼的质量比初始设计时降低了11.83%。结果表明:使用当前的优化方法可显著减轻机翼的结构质量,并且能够有效、准确地得到太阳能无人机机翼的最佳结构布局。 展开更多
关键词 复合材料 太阳能无人机 机翼结构 遗传算法 尺寸优化
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基于C-MOEA/D约束多目标优化算法的中频变压器绝缘结构全局优化设计方法
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作者 刘丰硕 汲胜昌 +1 位作者 党永亮 祝令瑜 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期956-966,共11页
中频变压器是电力电子变压器的核心磁性元件,起电气隔离和电压变换的关键作用。对中频变压器绝缘结构进行优化设计可以有效提高变压器的绝缘可靠性和功率密度,得到了研究者的广泛关注。为此,提出了一种基于C-MOEA/D约束多目标优化算法... 中频变压器是电力电子变压器的核心磁性元件,起电气隔离和电压变换的关键作用。对中频变压器绝缘结构进行优化设计可以有效提高变压器的绝缘可靠性和功率密度,得到了研究者的广泛关注。为此,提出了一种基于C-MOEA/D约束多目标优化算法的中频变压器绝缘结构全局优化设计方法。根据中频变压器绝缘结构特点给出优化总体流程,并提出使用基于非支配排序和参考向量的遗传算法C-MOEA/D对绝缘结构参数优化。针对优化过程中存在的难题,首先构建了中频变压器二维电场分析参数化模型,以三维模型为基准,分析对比了其计算精度;其次通过拉丁超立方采样和基于方差的灵敏度分析方法确定影响最大场强的关键结构参数,固定灵敏度低的结构参数实现参数化模型决策变量降维;随后,根据中频变压器隔离电压波形搭建绝缘材料击穿场强测试平台,确定其常用绝缘材料的击穿场强并给出绝缘约束条件。最后以最大场强和体积为目标,对一台25 kV中频变压器的11个绝缘结构参数进行优化设计应用。优化结果表明:与原设计相比,最大场强下降19.6%,体积减小23.9%。 展开更多
关键词 中频变压器 遗传算法 灵敏度分析 绝缘结构优化 参数化模型 降维
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基于时间局部性的网络拓扑结构发现算法 被引量:1
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作者 黎燕 刘成江 +1 位作者 张千千 殷攀程 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期92-97,共6页
【目的】随着社交网络技术的快速发展,大规模复杂网络的拓扑结构获取成为电子、网络、生物和医学等多个学科领域亟待解决的问题。大规模复杂网络由参与节点和虚拟连接组成,其中节点代表个体、家庭与社会等角色,而连接则刻画了这些角色... 【目的】随着社交网络技术的快速发展,大规模复杂网络的拓扑结构获取成为电子、网络、生物和医学等多个学科领域亟待解决的问题。大规模复杂网络由参与节点和虚拟连接组成,其中节点代表个体、家庭与社会等角色,而连接则刻画了这些角色间的复杂关系。一般而言,复杂网络中存在严重的同源性现象,即存在大量的重复或相似组成架构,这极大地增加网络动态结构发现的难度。【方法】在时间局部性原理基础上,提出一种启发式网络社区发现算法,旨在进一步优化拓扑结构发现的精确度和运行耗时。通过修改相邻时间范围内节点的计算规则,利用余弦相似性判定准则与拓扑结构发现算法深入描述网络中多个参与节点之间复杂关系的可预测性。算法结合经典Louvain算法,通过计算增量模块度和余弦相似性优化社区检测的精确度和耗时。此外,算法使用模块度概念,对网络拓扑结构进行准确衡量,同时引入增量模块度指标计算表达式,以实时掌握拓扑结构发现算法指标的变化情况。【结果】为验证所提算法的有效性,利用智能电网实际通信数据集进行仿真,数据集包含115个用电单位的616条通信连接数据。仿真结果表明,与经典Louvain算法相比,所提算法在检测效率和运行耗时上均有显著优势。归一化互信息量指标的对比分析显示,所提算法在参与节点数量较多时,具有更高的归一化互信息量和更低的平均运行耗时。算法在大规模网络中具有优势,尽管在小规模网络中表现稍逊。通过实际数据集仿真可知,基于时间局部性的拓扑结构发现算法在大规模智能配电网络的精准发现方面具有明显优势,性能表现突出,为智能电网领域提供优化网络拓扑结构发现的策略。【结论】综上所述,基于时间局部性拓扑结构发现算法的创新性在于将时间局部性原理应用于网络社区发现,为复杂网络社区发现算法的研究提供了新的视角和方法,对相关领域的研究具有参考意义。未来将考虑该算法在小规模网络中的应用问题,并进一步分析算法的鲁棒性。 展开更多
关键词 复杂网络 拓扑结构 Louvain算法 社区发现算法 判定准则 时间局部性 运行耗时 模块度
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基于IWOA-BP算法的金属结构弱磁检测缺陷量化研究
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作者 樊梦 童博 +3 位作者 高晨 姚中原 张宇 胡博 《机械强度》 北大核心 2025年第3期113-120,共8页
金属结构被广泛用于工业界,在役金属结构受拉压疲劳载荷易产生裂纹缺陷,为实现金属结构裂纹缺陷的定量化检测,研究了一种基于反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的金属结构弱磁检测缺陷定量分析方法。针对BP神经网络在参数调整时的... 金属结构被广泛用于工业界,在役金属结构受拉压疲劳载荷易产生裂纹缺陷,为实现金属结构裂纹缺陷的定量化检测,研究了一种基于反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的金属结构弱磁检测缺陷定量分析方法。针对BP神经网络在参数调整时的效果欠佳、效率低等问题,采用基于Sine混沌映射的改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)对BP神经网络参数调整方式进行优化,兼顾全局寻优的同时提高局部寻优的能力,进而将IWOA搜索到的最优参数赋值给BP神经网络,提高网络初始参数的质量。以人工矩形槽模拟裂纹,对矩形槽的长度、宽度、深度进行反演定量。结果表明,IWOA-BP神经网络预测的平均精度均在80%以上,深度、长度、宽度预测精度分别提高了106.72%、9.68%、6.86%。 展开更多
关键词 弱磁检测 金属结构 BP神经网络 鲸鱼算法 IWOA-BP神经网络
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基于K-means聚类粒子群算法的海洋结构迭代型损伤识别方法
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作者 周旭涛 赵海旭 +2 位作者 蒋玉峰 王树青 刘雨 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期134-147,共14页
为了解决传统智能优化算法在结构损伤识别中易陷入局部最优解,导致损伤识别时误判单元较多且识别精度较差的问题,本文提出了一种迭代型结构损伤识别方法。该方法创新性地引入了基于K-means聚类的新型粒子群算法,以加快算法收敛和避免陷... 为了解决传统智能优化算法在结构损伤识别中易陷入局部最优解,导致损伤识别时误判单元较多且识别精度较差的问题,本文提出了一种迭代型结构损伤识别方法。该方法创新性地引入了基于K-means聚类的新型粒子群算法,以加快算法收敛和避免陷入局部最优解,同时,采用迭代思想对传统损伤识别方法进行改进,将损伤识别结果进行迭代更新,以获得准确的损伤位置及损伤程度。以某三腿海上风机结构为例:首先,探讨了非迭代型方法在无噪声和有噪声污染时的结构损伤识别效果;其次,分析所提出的迭代型方法在无噪声和有噪声污染两种情况下的结构损伤识别效果;然后,探究了所提出方法的收敛性及稳定性;最后,采用物理模型试验对提出的方法进行了验证。结果表明,提出的迭代型聚类粒子群算法相比传统结构损伤识别方法可获得更准确的损伤位置及损伤程度,并展现出良好的噪声鲁棒性,且算法迭代次数少,识别效果稳定。 展开更多
关键词 K-means聚类粒子群算法 损伤识别 海上风机结构 迭代型方法
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基于VMD和FCM聚类算法的海上风机支撑结构损伤识别方法
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作者 任义建 刁延松 +1 位作者 吕建达 侯敬儒 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期184-191,286,共9页
利用响应和有监督学习算法对运行状态下海上风机支撑结构进行损伤识别时,会遇到响应中能量占比很高的谐波成分影响和有监督学习算法需人工定义标签等问题。为此,利用变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)和模糊C均值(fuzz... 利用响应和有监督学习算法对运行状态下海上风机支撑结构进行损伤识别时,会遇到响应中能量占比很高的谐波成分影响和有监督学习算法需人工定义标签等问题。为此,利用变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)和模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)聚类算法进行海上风机支撑结构损伤识别。为剔除响应中的谐波成分,首先利用VMD对加速度响应进行分解,选取结构模态响应(仅含有结构自振频率)作为分析信号。然后计算模态响应的时域、能量和能量比值及样本熵特征构造特征矩阵,利用主成分分析对特征矩阵进行降维,得到损伤特征矩阵。将损伤特征矩阵输入FCM聚类算法,通过聚类分析得到结构的损伤状态。位移激励下海上风机支撑结构损伤识别模型试验数据验证了该方法的有效性。该方法属于无监督学习算法,无需标注标签且不受谐波成分的影响。 展开更多
关键词 海上风机支撑结构 损伤识别 变分模态分解(VMD) 模糊C均值(FCM)聚类算法 无监督学习算法
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基于少数类合成的过采样算法和贝叶斯优化神经网络的结构可靠性分析方法
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作者 葛福林 吴宗辉 何建 《船舶力学》 北大核心 2025年第5期767-775,共9页
为提高滑油冷却器抗冲击可靠性的计算精度和分析效率,本文提出一种基于少数类合成的过采样(SMOTE)算法和贝叶斯优化(BO)神经网络的结构可靠性分析方法。该方法首先采用均匀设计(UD)方法和少数类合成的过采样算法提高样本点的利用效率,... 为提高滑油冷却器抗冲击可靠性的计算精度和分析效率,本文提出一种基于少数类合成的过采样(SMOTE)算法和贝叶斯优化(BO)神经网络的结构可靠性分析方法。该方法首先采用均匀设计(UD)方法和少数类合成的过采样算法提高样本点的利用效率,其次使用贝叶斯优化算法优化BP神经网络超参数、初始权值和初始偏置,以提高模型的拟合精度和泛化能力,最后利用优化后的代理模型结合Monte Carlo法计算结构可靠度。研究表明:相较于传统的代理模型法,本文的方法具有计算精度高、分析时间短、计算成本低的优势。本文提出的分析方法在滑油冷却器抗冲击可靠性分析中具有良好的适用性,分析结果可为滑油冷却器的抗冲击设计提供技术指导和理论支撑。 展开更多
关键词 结构可靠性 BP神经网络 贝叶斯优化 SMOTE算法 滑油冷却器
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基于响应面法-遗传算法的扭矩传感器结构优化研究
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作者 刘超 叶天贵 +4 位作者 石利权 吕武斌 王家昊 马相龙 靳国永 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1765-1775,共11页
为提高扭矩传感器的测量精度,本文基于响应面模型与遗传算法相结合的方法,对某型扭矩传感器的沟槽结构参数进行优化研究。采用Box-Behnken设计方法,挑选合适的实验点,拟合构建以贴片区域应力差和形变量差为目标函数的响应面模型。利用... 为提高扭矩传感器的测量精度,本文基于响应面模型与遗传算法相结合的方法,对某型扭矩传感器的沟槽结构参数进行优化研究。采用Box-Behnken设计方法,挑选合适的实验点,拟合构建以贴片区域应力差和形变量差为目标函数的响应面模型。利用非支配排序遗传算法求解出响应面模型回归函数的Pareto最优解集,通过对比分析其中的多组优化结果,得出最佳方案;并开展传感器静态扭矩加载实验验证该优化方法的有效性。结果表明:通过优化扭矩传感器沟槽结构可显著降低贴片区域的应力差与形变量差,其中,应力差降幅可达13.36%,形变量差可达3.57%,并且线性度相较于原结构有明显的提升。 展开更多
关键词 扭矩传感器 响应面法 多目标优化 非支配排序遗传算法 结构参数优化
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基于天牛须遗传杂交算法的张拉整体结构吸能优化研究
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作者 冯晓东 沈军 +2 位作者 郑亦汶 赵文雁 刘贺平 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1379-1387,共9页
为探究影响多自应力模态张拉整体结构吸能性能的因素,制定此类结构合理的吸能优化策略,本文采用天牛须遗传杂交算法分阶段对其开展优化研究。第1阶段中根据张拉整体结构的找形分析理论并匹配构件的单边属性,找寻可使结构成形的初始自应... 为探究影响多自应力模态张拉整体结构吸能性能的因素,制定此类结构合理的吸能优化策略,本文采用天牛须遗传杂交算法分阶段对其开展优化研究。第1阶段中根据张拉整体结构的找形分析理论并匹配构件的单边属性,找寻可使结构成形的初始自应力。第2阶段中以竖向荷载下结构可吸收的最大能量为目标函数,结合拉索松弛及塑性破坏、压杆屈曲和构件碰撞等约束条件,建立约束优化模型。结果表明:对于独立的空间18杆36索张拉整体结构与拼接的复杂张拉整体结构,当联合优化体系的预应力水平和分布时,吸能效果可分别提升约156.88%和50.75%,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 张拉整体结构 找形分析 预应力分布 预应力优化 天牛须搜索算法 共旋坐标法 应变能 吸能性能
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基于遗传算法的再生材料结构优化设计——以轻型木结构楼盖格栅为例
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作者 杨瑛 谭翰韬 +2 位作者 贾文沛 王倩 康鑫维 《林产工业》 北大核心 2025年第1期72-79,共8页
木材是一种典型的可再生材料,以其为主要建材的轻型木结构在双碳背景下拥有广阔前景。然而基于力学分析软件调整验算的轻型木结构楼盖格栅传统设计方法过分依赖主观工程经验,存在效率低、构件结构性能冗余,经济性不足的缺点;为实现轻型... 木材是一种典型的可再生材料,以其为主要建材的轻型木结构在双碳背景下拥有广阔前景。然而基于力学分析软件调整验算的轻型木结构楼盖格栅传统设计方法过分依赖主观工程经验,存在效率低、构件结构性能冗余,经济性不足的缺点;为实现轻型木结构楼盖格栅高效经济节材的设计,引入客观的遗传算法进行优化,通过Grasshopper搭建相关参数化几何模型与优化设计数学模型,调用Galapagos中的遗传算法模块以格栅总体积最小为目标执行优化,最后以某现代木结构幼儿园为优化算例,并通过MIDAS软件验证优化结果的可靠性。结果表明:轻木楼盖格栅节材优化变量均为离散数据,优化算例中班单元楼盖格栅工程量最大适应度个体在第5代已出现,优化效率整体可观;优化后的算例设计方案满足结构安全要求且相较于原方案节材6.4%。基于本方法所提出的各建筑功能类型轻型木结构楼盖格栅经济性设计方案能作为相关工程实践的有效参考。 展开更多
关键词 轻型木结构楼盖格栅 参数化设计 遗传算法 结构优化 再生材料
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基于结构冗余传感器配置与灰狼优化算法的无人机可诊断性优化设计
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作者 谷旭平 史贤俊 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第7期2283-2303,共21页
为提高无人机的可诊断性,提出基于结构冗余传感器配置与灰狼优化算法的可诊断性优化设计策略。首先,为弥补结构分析在衡量故障诊断难易程度的缺陷,提出基于Wasserstein距离的可诊断性评价方法。其次,设计结构冗余传感器配置算法,以最低... 为提高无人机的可诊断性,提出基于结构冗余传感器配置与灰狼优化算法的可诊断性优化设计策略。首先,为弥补结构分析在衡量故障诊断难易程度的缺陷,提出基于Wasserstein距离的可诊断性评价方法。其次,设计结构冗余传感器配置算法,以最低的传感器配置代价实现系统可诊断性最大化。最后,提出基于灰狼优化算法的可诊断性优化设计策略,在满足系统可诊断性定性和定量需求的前提下,最小化诊断系统设计代价。并基于固定翼无人机结构模型,利用所提算法,以最小的传感器优化配置代价,使得系统可检测率和可隔离率达到100%。此外,基于定性评价的优化策略,使得诊断代价缩减83%,较其他算法节省2%~15%;并基于定量评价的优化策略,使得诊断代价缩减90%,较其他算法节省0%~25%。 展开更多
关键词 结构分析 可诊断性 传感器配置 灰狼优化算法
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