文档介绍：硕士学位论文澎够≥室歹嵌彳基于遗传算法的桁架结构离散变量±堑丝绫抱三猩堂塞型塾丝三设计的研究与应用刘伟学科名称:学科门类:指导教师:掷嗪号级
签名:鲴鱼如幽论文题日:基于遗传算法的桁架结构离散变量优化设计的研究与应用学科专业:结构工程指导教师:宋俐教授摘要研究生:刘伟签名:中表现出的自适应性、全局最优性及隐含并行性使其在工程设计中具有广泛的应用前景。优化设计方法是将优化原理和计算机技术应用于工程设计,在设计领域得到了广泛应用的~种重要的科学设计方法。随着工程优化问题的曰趋大型化、复杂化,许多工程大系统结构优化问题都具有很高的非线形和非连续性,采用传统的优化设计方法,在一般情况下很难找到全局最优解。遗传算法是一种现代的优化算法,它在解决各种非线性优化问题本文在学习理解和掌握遗传算法原理的基础上,针对标准遗传算法在应用中存在的问题及桁架结构的特点对其进行了改进,并用改进遗传算法对具有应力,稳定性,及位移约束的混合变量桁架结构进行形状优化设计。为了充分发挥遗传算法全局搜索能力强的优点,解决它易“早熟”等问题,本文将改进遗传算法与力学准则法相结合,采用拟满应力遗传算法对多工况桁架结构进行形状优化设计。为提高遗传算法的搜索效率和收敛速度,同时抑制“早熟”现象的发生,基于遗传算法的并行特性,本文又相继提出伪并行遗传算法和拟分层遗传算法,并在微机上模拟实现。文中采用自编程序,分别通过多个算例用改进遗传算法和上述各种混合遗传算法对混合变量桁架结构进行了形状优化设计,并对优化结果进行了比较分析。本文还对桁架结构的多目标优化设计进行了部分研究,利用改进遗传算法求解出桁架结构多目标优化问题的有效解集,并用模糊数学的相似优先比方法从有效解集中选择出最有效解及排出它们的优先顺序,解决了多目标优化问题的解受人为因素影响的困扰,也为工程中解决多目标优化设计方法问题提出了一个行之有效的方法。文中系统地介绍了用各种优化算法进行桁架结构形状优化设计的详细过程。本文所做的一系列研究工作有较高的理论价值,并对解决实际工程问题有一定的参考和指导意义。关键词:桁架结构形状优化;拟满应力遗传算法;伪并行遗传算法;拟分层遗传算法相似优先比;多目标优化厶
籫佃陀:左丝篵:籭簊西安理工大学硕士学位论文:、,:.—;籹猻,,甌
论文作者签名:互怛磷ㄔ律论文作者签名:皇玲善纶导师签名:—壬兰唧年;月祝,日本人垂:デ翟诘际Φ闹傅枷麓醋魍瓿杀弦德畚摹1救艘淹ü畚牡拇鸨纾独创性声明学位论文使用授权声明秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明:本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。本论文及其相关资料若有不实之处,由本人承担一切相关责任已经在西安理工大学申请博士/硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者,同意授权西安理工大学拥有学位论文的部分使用权,即:已获学位的研究生按学校规定提交印刷版和电子版学位论文,学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文,可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索;为教学和科研目的,学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。本人学位论文全部或部分内容的公布ǹ授权西安理工大学研究生部办理。C艿难宦畚脑诮饷芎螅视帽臼谌ㄋ得、’
,可使工程造价降低じ%。结构设计是指选择和设计适当的结构形式及合理的结构尺寸,来保证结构的正常功能。常规的设计方法通常是依靠设计人员的经验或通过类比法,以相似的设计为基础,拟定一个初始设计方案,然后通过人工作图及复杂计算来确定该初始方案是否可行。若初始电子计算机技术的应用,它可以大大缩短设计周期、提高设计效率,这是常规设计不能比最合适的一个,是设计人员追求的共同目标,优化设计就可以帮助他们实现这一愿望。结构优化设计是最优化理论和计算机技术在结构设计上的应用,它综合了计算力学、数学规划、计算机科学及结构工程等多方面的理论和知识,它的出现,使设计者从被动的随着我国改革开放和现代化事业的发展,国家对基础设施建设的投资比例加大,但资金矛盾依然突出。因此,合理地降低工程造价亦是解决资金矛盾的途径之一。采用结构优化设计的方法,即能在符合规范要求的前提下,最合理地发挥材料的潜能,使结构内部各单元得到最好的协调,又能为整体方案的设计进行合理的决策。据资料统计,用优化设计建筑结构的优化设计包括杆系结构肷⒔峁梗ㄨ旒芎透占及梁、板、壳等连续在保证产品满足一定的约束条件下,通过改变若干设计变量,使产品的某些性能方案不满足