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非确定性结构静动态特性稳健优化设计
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:力学学报
  • 时间:0
  • 页码:57-65
  • 语言:中文
  • 分类:O224[理学—运筹学与控制论;理学—数学] TU311.4[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金(90305019,10421002),长江学者和创新团队发展计划和辽宁省自然科学基金(20032118)资助项目.
  • 相关项目:考虑飞行控制成本和性能的KKV结构布局和拓扑优化
作者: 程耿东|亢战|
中文摘要:

研究了考虑参数随机性的结构静动态特性稳健性优化设计问题的数学模型和数值求解。在考虑结构设计变量和其他参数随机分布的前二阶矩的条件下,采用基于二阶摄动法的随机有限元方法对结构响应的平均值和方差进行近似求解。在摄动法有限元分析的框架下,提出以一般函数形式表达的结构性能的平均值和标准差及其灵敏度的计算格式。将结构稳健性优化设计问题构造为双目标优化问题,优化目标包含结构性能函数的期望值和标准差,约束函数的变异也给予考虑。优化问题采用基于函数梯度的算法进行求解。文中给出的数值算例显示了方法的有效性。

英文摘要:

The perturbation-based stochastic finite element analysis incorporating structural optimization techniques is employed in the structural robust design problem. In the framework of the second-order perturbationbased stochastic finite element method, the computational schemes for the expected value and the variance of the structural performance functional as well as their sensitivity are proposed. The robust design of structures is formulated as a multi-criteria optimization problem, in which both the expected value and the standard deviation of the objective function are to be minimized. The robustness of the design feasibility is also accounted for by involving the variability of the structural response in the constraints. The optimization problem is converted into a scalar one and solved by a gradient based optimization algorithm. To demonstrate the applicability of the presented method, numerical examples are given.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332