基于结构可靠指标的结构优化研究

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1、分类号：I型三!墨UDC：工学硕士学位论文密级：公开单位代码：10076基于结构可靠指标的结构优化研究作者姓名指导教师申请学位级别学科专业所在单位授予学位单位：张东敏：周书敬教授：工学硕士：结构工程：土木学院：河北工程大学ADissertationSubmittedtoHebeiUniversityofEngineeringFortheAcademicDegreeofMasterofEngineering■-_o‘‘一‘一-Iheapplicationresearch0nstructuraIoptimiazati

2、onbasedOnthereliabilityCandidateSupervisorAcademicDegreeAppliedforSpecialtyCollege／Departmentr1H1、：乞nangL歹Ongmm：Prof．Z110uShuling：MasterofEngineering：StrutnlralEngineering：CollegeofCivilEngineering一HebeiUniversityofEngineering——一April，2014独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文

3、，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河北工程大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：敖咏孤签字日期：神H年，月)‘日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑兰垦墨堡态堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权塑宴垦三堡盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入

4、有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：苏夤。狐签字日期：)c，仰年j-月x6日导师签名：湃淑签字日期：年月日摘要摘要工程结构优化设计当中，传统的设计方法主要是依赖设计师的经验进行初步设计方案的拟定，然后再通过设计人员繁琐的结构计算，验算结构的强度、稳定性等指标，若满足要求则设计方案可行，若不满足要求，则再次拟定截面大小，经反复进行计算后得到较为合理的方案。传统的

5、结构设计在进行方案确定时并没有考虑方案经济方面的合理性。由于不同设计师的主观思想，在进行同一结构设计时会有不同的设计方案，这也就造成方案可行但不是最优结果现象的出现。随着计算机和有限元的发展，工程结构优化问题得到许多研究者的重视，研究人员将一些复杂繁琐的影响因素通过计算考虑到结构设计当中，初步解决了结构优化问题。随后研究人员利用数学规划法将结构优化问题的优化目标和约束条件用数学表达式表达出来，这样计算机便可以直接进行结构优化计算，使结构设计质量得到很大提升。本文总结了相关的结构可靠指标计算方法；本文提出一种改进粒

6、子群智能算法，将结构可靠指标作为优化约束条件之一，将其应用到结构优化设计当中，以期能在工程结构设计领域中得到应用。本文主要研究内容如下：(1)根据粒子群算法易陷入局部最优解的特点，改进粒子群算法速度公式中学习因子CI,C叫使粒子在寻优过程中跳出局部最优解。(2)根据粒子群算法中惯性权重∞取值影响粒子群算法收敛速度的特点，对粒子群惯性权重进行改进，提出一种带有自适应机制惯性权重概念，对粒子更新速度公式进行改进，使粒子较快收敛于全局最优解。(3)结合(1)(2)思想提出一种改进粒子群算法，并用实例证明其可行性；(4)

7、通过相关计算实例分析，将结构可靠指标作为优化约束条件，得出基于结构可靠指标的优化的改进粒子群算法对结构优化起到一定作用。关键词：可靠指标；粒子群算法；改进粒子群算法；桁架优化AbstractThetraditionaldesignmethodsonengineeringstructuraloptimizationdesignsmainlyrelyontheexperienceofthedesignerpreparedthepreliminarydesign．Throughthecumbersomestructur

8、ecalculations，thedesignerchecksthestrengthofthestructure，stabilityandotherindicators，ifitdoesnotmeettherequirementsofthedesignthenthedesignermustbere—drawnsectionstocalculate．Thetrational