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结构优化设计的现状与进展 被引量:44
1
作者 汪树玉 刘国华 包志仁 《基建优化》 1999年第4期3-14,共12页
优化设计是设计概念与方法的一种革命,它用系统的、目的定向的和有良好标准的过程与方法来替代传统的试验纠错(trial-and-eror)的手工方法。优化设计是寻求最好或最合理的设计方案,而优化方法便是达到这一目的的手段... 优化设计是设计概念与方法的一种革命,它用系统的、目的定向的和有良好标准的过程与方法来替代传统的试验纠错(trial-and-eror)的手工方法。优化设计是寻求最好或最合理的设计方案,而优化方法便是达到这一目的的手段。虽然对大多数现实问题而言,由于耗... 展开更多
关键词 结构优化设计 数学模型 工程设计
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旋风分离器流场的数值计算方法研究 被引量:48
2
作者 魏新利 张海红 王定标 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 2005年第1期57-60,共4页
利用计算流体力学软件FLUENT,分别采用k-ε标准模型、RNGk-ε模型和RSM模型湍流模型及不同离散方式对旋风分离器的流场进行了数值模拟研究.通过模拟结果与前人实测结果的对比,确定出了适合旋风分离器的数值计算方法.结果表明:湍流模型... 利用计算流体力学软件FLUENT,分别采用k-ε标准模型、RNGk-ε模型和RSM模型湍流模型及不同离散方式对旋风分离器的流场进行了数值模拟研究.通过模拟结果与前人实测结果的对比,确定出了适合旋风分离器的数值计算方法.结果表明:湍流模型采用各向异性的RSM模型,离散方式采用对流项的QUICK格式和压力梯度项的PRESTO格式,才能获得合理的流场模拟结果该结论为旋风分离器流场的数值模拟及进一步的结构优化设计提供了参考依据. 展开更多
关键词 QUICK格式 离散 RNG 数值计算方法 RSM 标准模型 湍流模型 实测结果 结构优化设计 对流
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结构形状优化设计数值方法的研究和应用 被引量:32
3
作者 顾元宪 程耿东 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1993年第3期321-335,共15页
本文论述了连续体结构形状优化设计数值方法的研究和应用进展,讨论了结构模型化、灵敏度分析、优化方法改进、优化实用软件开发以及同CAD技术相结合等问题,介绍了在结构优化设计软件MCADS中采用的方法,并通过工程实例说明了结构形状优... 本文论述了连续体结构形状优化设计数值方法的研究和应用进展,讨论了结构模型化、灵敏度分析、优化方法改进、优化实用软件开发以及同CAD技术相结合等问题,介绍了在结构优化设计软件MCADS中采用的方法,并通过工程实例说明了结构形状优化设计的应用及其价值。 展开更多
关键词 结构优化设计 软件 数值方法
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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
4
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
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结构优化设计的现状及展望 被引量:18
5
作者 董桂西 王藏柱 《电力情报》 2000年第1期5-7,共3页
结合电力系统输电铁塔的设计回顾了结构优化的发展概况,阐述了近年来结构优化研究的现状及出现的新方法,并对结构优化研究的未来作了展望。
关键词 输电铁塔 结构优化设计 电力系统 输电线路
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某板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计研究 被引量:37
6
作者 门进杰 李慧娟 +3 位作者 史庆轩 贺志坚 王顺礼 周琦 《结构工程师》 北大核心 2013年第3期1-10,共10页
探讨了高层建筑混凝土剪力墙结构优化设计的基本原则,针对某板式高层混凝土剪力墙住宅,建立了6个结构布置方案,并进行了建模和计算,分析了结构楼层侧移刚度、位移和位移比、刚度比、剪重比和地震力、楼层地震剪力、周期比等指标的变化... 探讨了高层建筑混凝土剪力墙结构优化设计的基本原则,针对某板式高层混凝土剪力墙住宅,建立了6个结构布置方案,并进行了建模和计算,分析了结构楼层侧移刚度、位移和位移比、刚度比、剪重比和地震力、楼层地震剪力、周期比等指标的变化规律。通过控制结构水平位移和抗侧移刚度,以钢筋和混凝土用量最小为优化目标,对剪力墙结构方案进行优化。分别通过改变层数和平面尺寸,进一步分析不同高宽比对结构材料用量的影响,并通过回归分析,得到了高宽比和材料用量的关系。根据剪力墙结构优化设计的结果,提出了板式高层住宅剪力墙结构优化后的材料用量建议值,可为类似工程的结构设计提供参考。 展开更多
关键词 结构优化设计 剪力墙结构 板式住宅 高层建筑 结构布置 材料用量
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基于可靠度和功能的框架-剪力墙结构抗震优化设计 被引量:20
7
作者 李刚 程耿东 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期290-294,370,共6页
作为结构抗震设计的发展方向 ,近年来基于功能的结构抗震设计思想引起了地震工程界的广泛重视 ,并取得了迅速发展 ,其基本思想就是在充分考虑结构抗震设计中的不确定性的情况下 ,采用基于“投资—效益”准则和强调结构“个性”的设计。... 作为结构抗震设计的发展方向 ,近年来基于功能的结构抗震设计思想引起了地震工程界的广泛重视 ,并取得了迅速发展 ,其基本思想就是在充分考虑结构抗震设计中的不确定性的情况下 ,采用基于“投资—效益”准则和强调结构“个性”的设计。本文讨论了基于可靠度和功能的结构抗震优化设计思想 ,建立了钢筋混凝土框架 -剪力墙结构的抗震优化设计模型 ;给出了结构可靠度的近似计算方法 ,最后计算了钢筋混凝土框架 -剪力墙的算例。 展开更多
关键词 结构可靠度 结构优化设计 结构抗震设计 功能 框架-剪力墙结构
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拓扑优化方法在产品设计中的应用探索 被引量:28
8
作者 冯桢 于涛 曾齐福 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第3期138-139,共2页
许多工程活动中,都会遇到零件的形状和性能之间的关系。所要解决的基本问题比较典型:如果给定了零件的大致外形以及零件与周围环境的分界面,那么产品的最优形状是什么。这项任务就是拓扑优化。借助于ANSYS软件对载重汽车车架进行结构优... 许多工程活动中,都会遇到零件的形状和性能之间的关系。所要解决的基本问题比较典型:如果给定了零件的大致外形以及零件与周围环境的分界面,那么产品的最优形状是什么。这项任务就是拓扑优化。借助于ANSYS软件对载重汽车车架进行结构优化设计,这对拓扑优化设计理论在产品设计中的应用是一种尝试。 展开更多
关键词 拓扑优化 ANSYS 载重汽车车架 结构优化设计
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遗传算法的改进策略及其在桥梁抗震优化设计中的应用效果 被引量:16
9
作者 谢楠 陈英俊 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期31-36,共6页
本文论述了采用遗传算法进行结构优化设计时遇到的诸如计算量大、早熟收敛和边界探索不足等棘手问题,提出了三个解决对策,编制了计算程序,其在桥梁抗震代化设计中的应用效果表明,改进后的遗传算法不但提高了计算速度,而且在尽可能... 本文论述了采用遗传算法进行结构优化设计时遇到的诸如计算量大、早熟收敛和边界探索不足等棘手问题,提出了三个解决对策,编制了计算程序,其在桥梁抗震代化设计中的应用效果表明,改进后的遗传算法不但提高了计算速度,而且在尽可能短的时间内找到最好的优化解。 展开更多
关键词 遗传算法 结构优化设计 桥梁 抗震
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基于非概率可靠性的结构优化设计研究 被引量:23
10
作者 曹鸿钧 段宝岩 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期381-385,共5页
基于不确定参量的凸集合描述,研究了考虑非概率可靠性约束时,结构优化设计模型的求解问题。由于非概率可靠性指标是用一个极小极大模型来定义的,故以该指标作为设计约束,将得到一个嵌套的二级优化模型。为了求解该模型,提出了一种序列... 基于不确定参量的凸集合描述,研究了考虑非概率可靠性约束时,结构优化设计模型的求解问题。由于非概率可靠性指标是用一个极小极大模型来定义的,故以该指标作为设计约束,将得到一个嵌套的二级优化模型。为了求解该模型,提出了一种序列线性化的计算方法。利用非概率可靠性分析的拉格朗日乘子,逐步构造可靠性指标的一阶近似,通过序列线性规划法求解二级优化问题。该算法可用于区间变量和超椭球凸集模型并存的情形,具有较好的适用性。论文给出了主要的敏度计算公式,并通过简单算例对所提算法进行了验证。 展开更多
关键词 结构优化设计 非概率可靠性 超椭球凸集合 区间变量
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粒子群优化算法及其在结构优化设计中的应用 被引量:19
11
作者 王允良 李为吉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第2期248-252,共5页
介绍了粒子群优化算法的原理和实现方法,分析了该算法的主要参数对搜索方向的影响。将粒子群优化算 法与遗传算法在优化过程和搜索技术方面进行了对比。利用粒子群优化算法与遗传算法分别对测试函数和桁架结 构优化设计问题进行求解... 介绍了粒子群优化算法的原理和实现方法,分析了该算法的主要参数对搜索方向的影响。将粒子群优化算 法与遗传算法在优化过程和搜索技术方面进行了对比。利用粒子群优化算法与遗传算法分别对测试函数和桁架结 构优化设计问题进行求解,将两种算法的计算结果进行了对比。计算结果表明在满足相同的计算精度的前提下,粒 子群优化算法的效率更高,利用粒子群优化算法可求解机翼结构优化设计问题,因此,粒子群算法是一种有效的优 化方法,适用于大型复杂结构优化设计。 展开更多
关键词 粒子群优化算法 演化计算 结构优化设计
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利用神经网络实现复杂结构的多目标优化设计 被引量:8
12
作者 朱学军 薛量 +2 位作者 王安麟 张惠侨 叶庆泰 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期368-370,共3页
结构优化设计中常常包含大量的有限元计算。现代多目标优化设计的发展趋势是以 Pareto遗传算法为代表的随机搜索方法 ,能够搜索到整个 Pareto最优解集 ,但计算量相当大 ,如果每次迭代都要涉及有限元计算 ,将是非常耗时的工作。本文在利... 结构优化设计中常常包含大量的有限元计算。现代多目标优化设计的发展趋势是以 Pareto遗传算法为代表的随机搜索方法 ,能够搜索到整个 Pareto最优解集 ,但计算量相当大 ,如果每次迭代都要涉及有限元计算 ,将是非常耗时的工作。本文在利用 Kolm ogorov多层神经网络映射存在定理的基础上导出的用神经网络进行结构近似分析的方法 ,用均匀试验设计方法选取特征样本点供神经网络训练 ,将神经网络与 Pareto遗传算法有机地结合 。 展开更多
关键词 多目标优化 遗传算法 神经网络 结构优化设计
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六足仿生步行机器人足端工作空间和灵活度研究 被引量:22
13
作者 韩宝玲 王秋丽 罗庆生 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2006年第4期10-12,31,共4页
基于六足仿生步行机器人机构学特性的研究,采用数值分析法求解了机器人步行足的足端工作空间,利用虚拟样机技术计算了机器人的灵活度,从两方面综合衡量六足仿生步行机器人的工作能力,并以六足步行机器人各腿节比例关系的确定为例,介绍... 基于六足仿生步行机器人机构学特性的研究,采用数值分析法求解了机器人步行足的足端工作空间,利用虚拟样机技术计算了机器人的灵活度,从两方面综合衡量六足仿生步行机器人的工作能力,并以六足步行机器人各腿节比例关系的确定为例,介绍了六足步行机器人结构优化的具体方案。所用方法同样适用于六足仿生步行机器人其他结构参数的优化,也为六足仿生步行机器人的合理驱动和精确控制提供了理论依据。 展开更多
关键词 六足仿生步行机器人 工作空间求解 灵活性分析 结构优化设计 虚拟样机技术
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Y32-500B四立柱液压机下横梁的结构优化设计 被引量:19
14
作者 秦东晨 祁建中 +1 位作者 鹿跃丽 吕雅萍 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期246-248,共3页
利用结构优化设计方法 ,对Y32 5 0 0B四立柱液压机的下横梁进行了结构优化设计 ,研究了其中的一些关键理论和技术 ,包括下横梁的结构有限元分析、优化方法选择、敏度分析和结构重分析 ,得到了满意的结果 。
关键词 液压机 下横梁 结构优化设计 有限元法 敏度分析 锻压
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斜扩张管催化器流场三维数值模拟和结构优化设计 被引量:18
15
作者 帅石金 王建昕 庄人隽 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2001年第3期298-301,共4页
采用计算流体力学 (CFD)软件 ,对具有良好流动特性的斜扩张管催化器进行了三维稳态流动数值模拟 ,并研究了扩张管倾斜角和入口管布置对流动特性的影响。研究结果表明 :扩张管倾斜角在 6 0°附近可使催化器获得较均匀的流速分布和较... 采用计算流体力学 (CFD)软件 ,对具有良好流动特性的斜扩张管催化器进行了三维稳态流动数值模拟 ,并研究了扩张管倾斜角和入口管布置对流动特性的影响。研究结果表明 :扩张管倾斜角在 6 0°附近可使催化器获得较均匀的流速分布和较小的压力损失 ; 展开更多
关键词 数值模拟 催化器 结构优化设计 斜扩张管 汽车发动机
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基于ANSYS的整体叶盘结构优化设计 被引量:25
16
作者 陆山 鲁冯杰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1218-1224,共7页
为保证整体叶盘结构在安全工作条件下质量最轻,基于ANSYS优化平台,建立了整体叶盘三维参数化模型及结构优化设计数学模型,完成了整体叶盘结构的优化设计.首先结合相关静强度设计准则及方法,在给定轮缘分布载荷条件下对轮盘子午面进行优... 为保证整体叶盘结构在安全工作条件下质量最轻,基于ANSYS优化平台,建立了整体叶盘三维参数化模型及结构优化设计数学模型,完成了整体叶盘结构的优化设计.首先结合相关静强度设计准则及方法,在给定轮缘分布载荷条件下对轮盘子午面进行优化.然后建立整体叶盘三维模型,并对子午面优化中未考虑的轮缘关键尺寸如轮缘厚度、喉道倒角、叶根倒角进行三维局部优化.在三维优化中总结出了盘喉道和叶根最大等效应力与各优化参数之间的关系.分两步实施的整个轮盘优化过程仅需3~4h. 展开更多
关键词 整体叶盘 结构优化设计 ANSYS 子午面形状优化 三维优化
原文传递
波纹管的结构优化设计 被引量:24
17
作者 于颖 李永生 +2 位作者 於孝春 胡毅 陈立苏 《压力容器》 北大核心 2005年第12期22-24,共3页
以单位重量下波纹管的补偿量最大为目标函数,对波纹管的结构参数进行优化设计.以压力0.25 MPa,公称直径300~1000 mm的波纹管为例,优化设计的波纹管与以前的产品相比,单位重量的补偿量可增加26.9%~59.7%,单波刚度可降低27%~62.4%,优... 以单位重量下波纹管的补偿量最大为目标函数,对波纹管的结构参数进行优化设计.以压力0.25 MPa,公称直径300~1000 mm的波纹管为例,优化设计的波纹管与以前的产品相比,单位重量的补偿量可增加26.9%~59.7%,单波刚度可降低27%~62.4%,优化效果十分显著. 展开更多
关键词 波纹管 结构优化设计 补偿量
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基于ANSYS参数化语言APDL的结构优化设计 被引量:14
18
作者 赵长勇 张系斌 翟晓鹏 《山西建筑》 2008年第3期362-363,共2页
指出了传统优化设计方法的不足,概述了ANSYS和APDL的基本特征,综述了基于ANSYS参数化设计语言APDL的结构优化设计的步骤及其应用现状,从而给建筑结构的优化设计注入新的活力。
关键词 结构优化设计 ANSYS APDL
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纸拱桥结构模型优化建模分析——大学生结构设计竞赛谈 被引量:22
19
作者 舒小娟 黄柱 周旭光 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2012年第4期89-92,共4页
以大学生结构设计竞赛为背景,以纸拱桥结构模型为分析实例,引导大学生讨论如何运用数学规划思想来进行结构优化分析,培养大学生的学习主动性和创造性.通过对拟定的结构竞赛规则下的结构进行受力定性分析,建立了纸拱结构寻优的数学规划模... 以大学生结构设计竞赛为背景,以纸拱桥结构模型为分析实例,引导大学生讨论如何运用数学规划思想来进行结构优化分析,培养大学生的学习主动性和创造性.通过对拟定的结构竞赛规则下的结构进行受力定性分析,建立了纸拱结构寻优的数学规划模型,以拱桥质量最轻为目标函数,结构在特定荷载作用和材料特性条件下,满足材料强度极限值和稳定性要求作为约束条件,分析求解纸拱结构模型的拱轴线,截面形状与尺寸相关的等决策变量的最优解.求解得到了拱轴线函数的解析解特例,并采用简单迭代运算求解了拱截面尺寸的最优解. 展开更多
关键词 结构优化设计 数学规划 纸拱结构 约束条件 优解
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神经网络与遗传算法结合在结构优化设计中的应用 被引量:5
20
作者 唐小兵 沈成武 陈定方 《武汉交通科技大学学报》 1999年第5期477-479,共3页
利用神经网络对有限元计算的样本数据建立起结构设计参数(输入)与位移、应力等(输出)的全局性映射关系,以获得遗传算法求解结构优化问题所需的目标函数值,从而进一步获得问题的优化解.5杆桁架算例表明,此方法可以在较少的有限... 利用神经网络对有限元计算的样本数据建立起结构设计参数(输入)与位移、应力等(输出)的全局性映射关系,以获得遗传算法求解结构优化问题所需的目标函数值,从而进一步获得问题的优化解.5杆桁架算例表明,此方法可以在较少的有限元分析次数下获得较好的优化解. 展开更多
关键词 神经网络 遗传算法 结构优化设计
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