结构可靠度优化设计的高效稳健算法研究

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1、＇＇乂连强义葦ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＴ丫ＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩ眉±享恆巧文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ结构可靠度优化设计的高效稳健算法研究王程力学堂科专、／１１作者姓名＿＿＿＿軍＿＿＾＿＾＾指导教师＿＿＿＿１＿＾＾博古学位论文结构可靠度优化设计的高效稳健算法研究Ｅｆｅ凸ａｎｄｏｂｕｓｔｏｒ－ｆｋｉｔＲＡｌｇｉ化ｍｓｆｏｒＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＢａｓｅｄＤｅｓｉｇｎＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓｐ作者姓名；孟增学科、

2、专业：工超力学１１１学号；１０３０２’指导教师；奎刚教授完成日期；２（ｎ日年９月丈遠巧义乂＃ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ了说ｈｎｏｌｏｇｙ大连理王大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研巧工作所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或己经发表的研究成果他己申请学位或其他用途使用过的成果一。与我集体，也不包舍其同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。。若有不实之处

3、，本人愿意承担相关法律责任学位论文题目：结构可靠度优化设计的高效稳健算法研究作者签名：如Ｋ年月社日：畫键日期气大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知。识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅学校有权保留论文并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数。据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文学位论文题目：结构可靠度优化设计的高效稳健算法研究ｏ■作者签名：

4、蓋■贷曰期；ｇＫ年９月Ｐ日、９■＾：；月日导师签名日期年＾＆答辩委员会主席；反＼巧日期：年月２王日勺＇大连理工大学博±学位论文摘要实际王程中存在着大量的不确定性因素，例如载荷环境、材料属性、几何形状、初始条件、制造公差、边界条件等。可靠度理论从概率的角度对结构的安全程度进行评估。而可靠度优化是在可靠度概念的基础上，借助优化技术对产品在保障安全性能的前提下一实现结构造价或某些性能方面的最优设计。可靠度优化本质上是个双层嵌套的迭代求解过程，需要同时处理可靠度分析和外层优化的整体性能。计算精度、

5、求解效率Ｗ及算法的稳健性是可靠度优化方法最重要的Ｈ个因素，目前学者们围绕送Ｈ个方面做了大量、研究，形成了包含双循环方法解賴法及单循环算法在内的Ｈ大类优化算法。然而这些方法在处理强非线性功能画数、非正态随机变量、大变异系数等问题的时候容易出现一收敛速度过慢甚至不收敛现象。因此，提出种效率高、稳健性好及适用范围广的方法具有重要的理论和实际意义。本文将从内层可靠度／逆可靠度分析出发，提出高效、稳健的可靠度／逆可靠度计算方法，并在此基础上由内而外逐步深入探索计算性能更好的结构可靠度优化方法。１。．提出了基于修正混浊控制的

6、ＨＬＲＦ可靠度指标计算方法深入研究了ＨＬＲＦ迭代格式在处理非正态随机变量或强非线性功能函数时不收敛的机理，通过调整迭代点在不同方向上的步长控制，极大改菩了可靠度分析的稳健性的同时提高了计算效率。此外，引入了功能函数类型的判定准则，实现了对迭代点振荡现象判定。通过对不同算法的比较，验证了修正的混巧控制方法具有更好的效率和稳健性。２凹功能函数可靠度优化计算的不收敛问题进斤研究．针对包含，提出Ｉ基于混合混浊控制的序列优化与可靠性评定方法。首先研究了凹功能画数迭代的失效机理，指出了逆可靠度分析迭代点振荡具有方向性一，进步建

7、立了修正的絕浊控制方法，使得凹函数逆可靠度问题的计算效率大幅提离。然后引入共雜均值法的函数判定准则，提出了混合混浊控制方法，完成了对于凸函数和凹函数问题的高效计算。最后，将絕合混巧控制方法与序列优化与可靠性评定方法结合，实现了包含凹功能函数可靠度优化问题高效、稳定的求解。３．针对包含多个不同功能函数类型的可靠度优化间题，提出了自适应泡合循环算法。首先在修正溜浊挖制方法的基础上，通过结构响应的非线性程度与迭代向量夹角之间的关系构造了自适应漏浊控制的方法，克服了修正混巧控制方法对于控制因子的依赖性。然后构建了设计变量

8、振荡的判定准则，将单层循环方法的高效性和双层优化方法的稳健性结合起来，遁免了设计者对于黑箱函数的算法选择困难，直接实现对包含不同类型功能函数优