水工结构优化设计

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1、0场銘丿上字XI'ANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY研究生课程论文/研究报告课程名称：水工结构优化设计任课教师：李守义完成日期：2014年04刀23H水工结构工程学科：学号：1308150994姓名：于崇祯目录1・查阅的参考文献12.文章评述22.1工程结构优化设计研究进展22.2罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用32.3南水北调双线隧洞优化设计63.编写的程序93.1应力比法解三杆组成的超静定桁架93.2齿形法解三杆组成的超静定桁架93.30.618法93.4分数法93.5牛顿法93.6

2、平分法1()4.总结10附件一一FORTRAN编写的源程序及运算结果11应力比法11齿形法140.618法17分数法19牛顿法21平分法231.查阅的参考文献[1]・蔡新，李洪垣，武颖利，朱杰.工程结构优化设计研究进展[J]・河海大学学报，2011,39(3)：269-276[2]・李晶，鹿晓阳，陈世英.结构优化设计理论与方法研究进展[J].工程建设，2007,39(6)：21-31[3].龙腾，刘莉，李怀建，杜小菁.可行方向SUMT外点法的研究及应用[J]・系统工程与电子技术，2011,33(2)：685-

3、689[4].龙腾，刘莉，彭磊.基于可行方向序列无约束极小化技术外点法的改进协同优化策略[J]・机械工程学报，2013,49(3)：153-162[5]・孙扬镰，娄常青，徐也平，王柏生.具有智能的拱坝设计系统[J].水利学报，1995,(7)：79-83[6].孙静.罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用[J]・山西建筑，2010,36(26)：78-79[7].陈波,预应力钢管混凝土柱优化设计的罚函数法[J]・特种结构,2008,25(1)：28-30[8].杨万斌，薛玺成.南水北调双线隧洞优化设计[J]

4、・水利学报,2000(10)：48-51[9].林贤根，盛尔迈.利用罚函数优化设计门式刚架的研究[J]・工业建筑，2008,38(8)：86-88[10]•马骋，李迅，姚家晖，张连生.一种新的求解带约束的有限极大极小问题的精确罚函数[J]・应用数学和力学，2012,33(2)：250-2641.文章评述2.1工程结构优化设计研究进展2.1.1文章名称蔡新，李洪熄，武颖利，朱杰.工程结构优化设计研究进展[J]•河海大学学报，2011,39（3）：269-2762丄2研究意义对工程结构优化设计进行了综述，通过最近

5、的文献综述，了解本学科的研究历史、现状，并能在一定程度上把握学科未来的研究走向、重点及热点。对优化设计研究内容做一个整体的把握。2.1.3研究方法优化设计按设计变量性质分，有连续变量优化设计和离散变量优化设计，其中连续变量优化还有分布参数（设计变量是坐标的连续函数）优化和离散参数（设计变量本身是连续变化的）优化；按难易层次分，有截面（或尺寸）优化、形状优化、拓扑优化、多目标优化和系统优化。厂传统工程优化设说——截面（或尺寸）优化厂基于可靠度的优化设计工程优化设计理论＜厂不确定性优化模糊优化设计形状优化*现代工

6、程优化设计,拓扑优化多H标优化工程系统优化图2-1工程结构优化设计理论分类r最优准则法优化设计方法分类Y数学规划法厂遗传算法J现代优化算法模拟退火算法人工神经网络算法图2-2工程结构优化设计方法分类2.1.4存在的问题工程结构优化设计早期采用的是基于直觉的准则法，如满应力准则法，满应变准则法等。准则法的显著特点是单步设计变量修改幅度人，因而收敛速度快，且与结构人小及复杂程度无关。最优准则法考虑的问题比较局限，对不同性质的约束要采用不同的准则。实际的工程结构优化设计约束条件较为复杂，传统寻优算法中准则法存在一定

7、的缺陷，不能很好地解决复杂的工程问题。除截面(或尺寸)优化已相对完善，其余优化理论仍有待完善。2.1.5结论①工程结构优化设计从尺寸优化到形状优化、拓扑优化，从单目标优化到多目标优化，从确定性优化到不确定性优化，从静力优化到静动力优化，其优化设计的层次向更高方向发展.优化算法从传统的准则法、数学划法，发展到仿生学算法。优化的理论和方法都得到长足发展。②寻求目标函数和约束函数的高精度近似显式解析式仍然是结构重分析算法发展的一个重要方向。③最优准则法、数学规划法及现代的仿生学算法都有其自身局限性.针对实际工程，对

8、上述各寻优算法进行改进、组合，产生新的优化算法，是工程结构优化算法发展的主要方向。④工程结构优化设计中尺寸优化已相对完善，形状优化逐渐走向成熟，拓扑优化及布局优化呈现加速发展的态势。2.2罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用2.2.1文章名称孙静.罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用[J]・山西建筑，2010,36(26)：78-792.2.2研究意义优化设计的方法很多，包括拉格朗日乘子法、