锥优化模型在Robust桁架拓扑设计实例中的应用(英文) 被引量：1

1

作者 C.Roos 白延琴 D.Chaerani 《运筹学学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期1-40,共40页

本文讨论Robust桁架拓扑设计(TTD)问题,即桁架结构设计问题,使其在固定重量的情况下,具有最佳的承载能力.本文陈述了几种应用锥优化解Robust TTD问题的方法,并简介了锥优化最新的领域.同时,本文给出了一个单负荷的线性模型和一个多负荷... 本文讨论Robust桁架拓扑设计(TTD)问题,即桁架结构设计问题,使其在固定重量的情况下,具有最佳的承载能力.本文陈述了几种应用锥优化解Robust TTD问题的方法,并简介了锥优化最新的领域.同时,本文给出了一个单负荷的线性模型和一个多负荷的半正定优化模型以及Robust TTD问题.文中所有的模型均有例证.例证显示通过应用对偶性这些模型的规模能被充分的减小. 展开更多

关键词 锥优化模型 robust桁架拓扑设计 TTD 对偶性 半正定优化模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

量子退火驱动的桁架结构拓扑优化设计方法

2

作者 王炎 杨迪雄 +1 位作者 雷振增 陈国海 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期339-345,361,共8页

为克服桁架结构传统拓扑优化方法面临的计算效率低、易陷入局部最优等局限,本文基于桁架基结构思想,提出了一种量子退火驱动的桁架结构刚度优化设计方法。首先,选取桁架结构的弹性应变能作为目标函数,将体积约束表达成惩罚项形式嵌入结... 为克服桁架结构传统拓扑优化方法面临的计算效率低、易陷入局部最优等局限,本文基于桁架基结构思想,提出了一种量子退火驱动的桁架结构刚度优化设计方法。首先,选取桁架结构的弹性应变能作为目标函数,将体积约束表达成惩罚项形式嵌入结构优化问题的哈密顿量中,形成无约束优化问题。然后,通过构造杆件截面积的增量与编码量子比特的指数型映射关系,同时引入辅助量子比特,并以量子退火算法驱动其变化来实现增量正负方向的调整,从而将体积约束下的桁架刚度最大化问题转化为量子退火机能够求解的二次无约束二进制优化问题。使用经典计算机执行有限元分析,在专用量子退火机上实现优化求解,发展了经典与量子计算混合优化框架。两个桁架拓扑优化算例验证了本文提出的算法的稳定收敛性,并展示了量子退火算法在结构优化领域的可行性与应用潜力,为工程优化设计提供了一种融合经典计算与量子算法的创新范式。 展开更多

关键词 桁架结构 拓扑优化设计 量子退火算法 量子计算 二次无约束二进制优化问题

在线阅读 下载PDF 职称材料

包含两类变量的离散变量桁架结构拓扑优化设计 被引量：29

3

作者 柴山 石连栓 孙焕纯 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期574-584,共11页

建立了包含截面和拓扑两类变量的离散变量结构拓扑优化设计的数学模型，该模型考虑了截面变量与拓扑变量间的耦合关系，反映了拓扑优化问题的组合优化本质，可以较好地解决"极限应力"、"最优解的奇异性"等困扰结构... 建立了包含截面和拓扑两类变量的离散变量结构拓扑优化设计的数学模型，该模型考虑了截面变量与拓扑变量间的耦合关系，反映了拓扑优化问题的组合优化本质，可以较好地解决"极限应力"、"最优解的奇异性"等困扰结构拓外优化设计的问题．同时采用相对差商法进行离散变量桁架结构拓扑优化，直接求解包含两类变量的离散变量结构拓扑优化设计数学模型，收到了比较满意的效果． 展开更多

关键词 离散变量 拓扑 结构优化设计 组合优化 桁架

在线阅读 下载PDF 职称材料

多工况多约束下离散变量桁架结构的拓扑优化设计 被引量：37

4

作者 王跃方 孙焕纯 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第3期365-369,共5页

提出了一个多工况下受应力、位移约束的离散变量桁架结构的拓扑优化方法，给出了结构拓扑形式变更时的约束处理方法及杆件删除策略，使基结构设计空间的维数不断降低，达到最优拓扑，避免了奇异解的出现，在算例中指出了截面离散集和位... 提出了一个多工况下受应力、位移约束的离散变量桁架结构的拓扑优化方法，给出了结构拓扑形式变更时的约束处理方法及杆件删除策略，使基结构设计空间的维数不断降低，达到最优拓扑，避免了奇异解的出现，在算例中指出了截面离散集和位移约束对最优拓扑的影响；算例给出了满意的拓扑优化解。 展开更多

关键词 离散变量 拓扑优化 桁架结构 最优设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

桁架式四旋翼无人机异形机架优化设计 被引量：1

5

作者 坎标 龚柯健 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第11期281-284,共4页

随着多旋翼无人机的广泛应用,其外形的个性化需求越来越受到关注。以杆单元建立了桁架式机架的初始模型,在模型上预设不同的孔或空腔结构,再以杆单元最大许用应力为约束,进行以轻量化为目标的拓扑优化,获得了不同外形的四旋翼无人机机... 随着多旋翼无人机的广泛应用,其外形的个性化需求越来越受到关注。以杆单元建立了桁架式机架的初始模型,在模型上预设不同的孔或空腔结构,再以杆单元最大许用应力为约束,进行以轻量化为目标的拓扑优化,获得了不同外形的四旋翼无人机机架。结果表明:保持电机和载荷位置不变,机架整体结构都为“X”形;改变孔的形式和位置,能够获得具有不同外形、质量和柔度的机架;预设通孔、沉孔和空腔后的模型优化结果分别呈现平行悬臂、邻接强化悬臂和邻接弱化悬臂的结构。优化结果可为多旋翼无人机机架的异形设计、个性化设计提供参考。 展开更多

关键词 多旋翼无人机 结构拓扑优化 轻量化设计 桁架 杆单元模型 有限元法

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑压杆稳定性的桁架拓扑优化设计 被引量：6

6

作者 邹文胜 左正兴 +1 位作者 廖日东 文占科 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1999年第1期29-33,共5页

目的初探用进废退思想在桁架拓扑优化设计中的应用，开发相应的优化程序并用算例进行验证．方法在桁架拓扑优化设计中考虑结构中受压杆的稳定性，同时考虑材料应力约束和压杆的稳定应力约束，通过杆件的实际受载情况及其应力约束值来调... 目的初探用进废退思想在桁架拓扑优化设计中的应用，开发相应的优化程序并用算例进行验证．方法在桁架拓扑优化设计中考虑结构中受压杆的稳定性，同时考虑材料应力约束和压杆的稳定应力约束，通过杆件的实际受载情况及其应力约束值来调整各杆件的截面积，剔除优化结果中截面积小于阈值的杆件，以得到最优的拓扑结构和杆的截面大小，使各杆在保证结构稳定的前提下各尽所能，物尽其用．结果优化结果表明桁架达到减重和安全稳定的目的．结论该方法实用、可靠、收敛速度快，可以应用于复杂桁架结构的设计中． 展开更多

关键词 桁架 拓扑优化 压杆 稳定性 优化设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

航天器桁架结构拓扑优化设计 被引量：5

7

作者 李东泽 于登云 马兴瑞 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期1-7,共7页

对带有附加结构的卫星主桁架结构进行了拓扑优化设计。优化的目的是在满足结构柔度和基频约束条件下使结构体积(结构质量)最小。对优化时可能存在的重频优化问题,采用半定规划法建立了结构优化模型,该方法可回避重频情况下敏度分析所带... 对带有附加结构的卫星主桁架结构进行了拓扑优化设计。优化的目的是在满足结构柔度和基频约束条件下使结构体积(结构质量)最小。对优化时可能存在的重频优化问题,采用半定规划法建立了结构优化模型,该方法可回避重频情况下敏度分析所带来的困难,对有无重频问题均适用。对附加结构的刚度及质量对拓扑优化结果的影响进行了讨论,并进行了多方案设计和比较。对桁架结构拓扑优化中常见的次元问题进行了分组处理,在满足卫星力学性能指标前提下,大幅度降低了桁架结构的质量,获得了工程适用的结构设计方案。 展开更多

关键词 桁架结构 拓扑 优化设计 航天器

在线阅读 下载PDF 职称材料

桁架结构拓扑优化设计的模拟退火算法 被引量：16

8

作者 蔡文学 程耿东 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第9期78-84,共7页

研究了平面桁架结构拓扑优化设计的模拟退火算法．构造了一个双重控制Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｓ准则处理应力约束，提出了一个基于力平衡的启发式准则，以实现优化过程中单元的自动增删．算例表明，该方法能够克服桁架结构拓扑优化中因存在... 研究了平面桁架结构拓扑优化设计的模拟退火算法．构造了一个双重控制Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｓ准则处理应力约束，提出了一个基于力平衡的启发式准则，以实现优化过程中单元的自动增删．算例表明，该方法能够克服桁架结构拓扑优化中因存在非凸星形可行域而造成的拓扑优化求解困难． 展开更多

关键词 拓扑优化 桁架结构 模拟退火算法 优化设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑局部稳定性约束的桁架拓扑优化设计 被引量：9

9

作者 程耿东 郭旭 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第6期770-775,共6页

研究单工况作用下考虑稳定性约束的圆截面桁架拓扑优化问题，以内力为设计变量将问题改写为线性约束下的数学规划；在单纯形法的基础上，提出了一个修正的算法，通过求解这个数学规划，得到了满应力的静定最优解，为了避免不稳定结构拓... 研究单工况作用下考虑稳定性约束的圆截面桁架拓扑优化问题，以内力为设计变量将问题改写为线性约束下的数学规划；在单纯形法的基础上，提出了一个修正的算法，通过求解这个数学规划，得到了满应力的静定最优解，为了避免不稳定结构拓扑的产生，对优化结果进行了机动性分析。还将结果与不考虑稳定约束的拓扑优化结果作了比较，提供了有价值的启示。大量算例表明，本方法实用、有效，可以很方便地应用于实际工程设计。 展开更多

关键词 拓扑 桁架 单纯形算法 最优设计 结构稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用于非凸设计区域桁架拓扑优化的一种基结构生成方法 被引量：1

10

作者 史航 高阁 +3 位作者 谢军 郭煜晨 王涛 刘震宇 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期540-546,共7页

为了提高桁架拓扑优化设计中非凸区域生成基结构的效率和准确性,介绍了一种基于几何和网格信息生成初始基结构的方法。通过直接将已有几何边界作为碰撞检测的标准,避免对原有边界扩展或构建限制区域,简化了基结构生成过程并可以避免杆... 为了提高桁架拓扑优化设计中非凸区域生成基结构的效率和准确性,介绍了一种基于几何和网格信息生成初始基结构的方法。通过直接将已有几何边界作为碰撞检测的标准,避免对原有边界扩展或构建限制区域,简化了基结构生成过程并可以避免杆件识别不准确的问题;通过减少需要与凹边界碰撞检测的杆件个数来提升整体基结构的生成效率;最后,针对已生成的基结构进行基于塑性准则的桁架拓扑优化。 展开更多

关键词 桁架拓扑优化 基结构法 非凸设计区域 基结构生成 塑性设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

多工况多约束离散变量桁架拓扑优化的 GA 算法 被引量：11

11

作者 高峰 王德俊 +1 位作者 胡俏 赵东升 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期94-97,共4页

采用遗传算法（ＧＡ）求解了多工况、多约束的拓扑优化问题，并对拓扑优化设计变量的遗传编码、约束处理及结构重分析减少等三个方面进行了改进·设计变量采用了额外基因表示法，更易获得最优拓扑结构·为减少结构重分析次数，... 采用遗传算法（ＧＡ）求解了多工况、多约束的拓扑优化问题，并对拓扑优化设计变量的遗传编码、约束处理及结构重分析减少等三个方面进行了改进·设计变量采用了额外基因表示法，更易获得最优拓扑结构·为减少结构重分析次数，引入了Ｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅ遗传算法，并采用了新的约束处理方法，扩大了搜索空间· 展开更多

关键词 遗传算法 桁架 拓扑优化 离散变量 多工况 设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

桁架结构选型优化设计的新探索

12

作者 徐斌 姜节胜 +1 位作者 闫云聚 刘乐华 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期846-848,共3页

考虑桁架结构选型的复杂性 ,提出一种基于拓扑组概念的实际方法 :先决定可能的拓扑组数目 ,经过结构静定性分析、节点检查和刚体运动检查以减少重分析次数 ,最终进行横截面积优化得到最佳结构型式。结论表明该方法实用。

关键词 桁架 拓扑组 选型 优化设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

结构拓扑优化设计的组合算法

13

作者 许强 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第B05期82-85,共4页

根据最优载荷传递路线的概念及其搜索方法 ,较简便地获得比原问题给定的拓扑结构要小的次拓扑结构 Td;在不会遗漏最优拓扑解的前提下 ,使寻优拓扑空间缩小。相对原问题 ,Td 体现了最优传力性质。根据文中的删杆策略 ,在每次迭代中 ,可... 根据最优载荷传递路线的概念及其搜索方法 ,较简便地获得比原问题给定的拓扑结构要小的次拓扑结构 Td;在不会遗漏最优拓扑解的前提下 ,使寻优拓扑空间缩小。相对原问题 ,Td 体现了最优传力性质。根据文中的删杆策略 ,在每次迭代中 ,可有效地定出‘被删杆件集’,按离散变量结构截面优化的组合算法 [1 ] 的模式对 Td 进行离散变量拓扑优化。最后给出了算例 。 展开更多

关键词 拓扑结构 变量 离散 桁架 优化设计 组合算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

离轴三反空间相机主支撑结构优化设计与试验 被引量：2

14

作者 席佳利 张雷 +2 位作者 解鹏 魏磊 孔林 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期45-51,共7页

为解决离轴三反空间相机随机响应过大的问题,提出了一种以降低加速度响应均方根值(RMS)为目标的空间相机主支撑结构拓扑优化设计方法。首先,在分析各种空间相机主支撑结构和某离轴三反光学系统特点的基础上,确定了次镜组件和折叠镜组件... 为解决离轴三反空间相机随机响应过大的问题,提出了一种以降低加速度响应均方根值(RMS)为目标的空间相机主支撑结构拓扑优化设计方法。首先,在分析各种空间相机主支撑结构和某离轴三反光学系统特点的基础上,确定了次镜组件和折叠镜组件分开支撑的结构形式。其次,以离轴三反空间相机次镜的加速度响应均方根值为优化目标,以体积分数,X、Y、Z向重力载荷分别作用下次镜的刚体位移,主支撑结构的一阶频率为约束条件对初始主支撑结构有限元模型进行拓扑优化设计,得到了加速度响应满足设计要求的主支撑结构。最后,对该结构进行有限元分析和振动试验,表明了该离轴三反空间相机力学性能指标均满足设计要求,其中Z向2 g RMS量级的随机激励下次镜的加速度响应均方根值为5.08 g;主支撑结构质量仅为3.8 kg,一阶频率达到了291.4 Hz。该离轴三反相机主支撑结构的设计方法可以作为其他同型相机结构设计的参考。 展开更多

关键词 主支撑结构 拓扑优化设计 随机响应 离轴三反相机 桁架结构

在线阅读 下载PDF 职称材料