基于基于遗传算法的网架结构优化研究

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1、分类号：TU311UDC：Y10{327t,单位代码：10220学号：S0405199大庆石油学院硕士研究生学位论文论文题目：硕士生：指导教师：申请学位级别：学科、专业：提交论文时间：答辩日期：授予学位日期：⋯⋯⋯．基于遗传篡法舶．匾槊结构优化研氡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯王搞威⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯量翰灞⋯一教授⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯王⋯学．．顼．．±⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．结构王程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2Q照．生曼．履．．王量⋯月⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2Q咀．年．曼．月一2§～日⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯2007年3月15日大庆石油学院硕士研究生学位论文摘要网架结构是一种用途较为广泛的空间结构形式，在加油站、体育场、影剧院、大型餐厅、商场等场所均能看到网架结构的身影，其结构为杆件按照一定的规律排列布置，且通过节点连接而成的空间网格状结构。因网架结构大多数是通过钢结构来实现其结构功能，所以对钢结构进行优化设计研究较有实际意义，本文通过遗传算法进行了网架结构的优化设计研究。遗传算法是近年来兴起的一种优化算法，它以简单易行、适应性强等特点在计算机科学领域和优化设计领域中受到了广泛关注，是一种模拟生物进化理论的仿生学算法。在函数优化、组合

3、优化、人工智能、图像处理等领域得到了广泛的应用。在广泛阅读文献和调研的基础上，本文对遗传算法及其在结构优化设计应用中的相关内容进行了分析和综合，对结构优化设计的基本概念、主要特点进行了介绍，对遗传算法应用于结构优化设计时的数学建模，约束条件处理、初始种群的产生及其遗传算法控制参数的选择几个关键因素作了概要的分析与研究．本文针对结构优化设计的特点，结合有限元分析原理，编制了计算平面桁架的Matlab程序，用于计算平面桁架在荷载作用下的内力及位移，还利用Matlab编制了计算空间网架结构的计算程序，同样用来计算荷载作用下的空间网架的内力及位移。并

4、且将计算程序作为子程序，编制了基于遗传算法的结构优化设计程序，用于平面桁架结构的截面优化及空间网架结构优化设计。对空间结构的截面面积及高度进行了基于遗传算法的优化设计，经过实例验证，本文所编制的程序用于结构优化设计是可行的和高效的。关键词：遗传算法；优化设计；结构分析；网架结构；计算程序lJl摘要StudyOnOptimizationofSpaceTrussBasedonGeneticAlgorithm．AbstractSpacetrussisaformofspatialstructure，whichhasmoreextensiveu∞，su

5、chasgasstation,stadium，theaters，large-scalerestaurants，shoppingmallsandotherplaces．ThebarsofspacetrUSSarearrangedaccordingtoacertainregulation,andlinkedthroughnodes．Mostofspacetrussisbuiltofsteelstructure，SOthatitwillbeiTtorevaluabletostudytheoptimizationdesignofsteelSll31C

6、机rCS，therebyreducingcross-Sectionandsavingsteelproducts．Inthispaper,themainmethodofoptimizationdesignisbased0llthegeneticalgorithm．Thegeneticalgorithmisaburgeoningoptimizationalgorithm,whichbelongstobionicsalgorithmsimulatingbiologicalevolution．Becauseofsimplicityandhighada

7、ptability,theapplicationofgeneticalgorithmtoComputescienceandoptimizationdesignisgivenmoreattention,forexample，functionoptimization,combinationoptimization，artificialintelligence，imagemanipulation,andSOOB．Basedonreadingagreatdealofreferencesandinitiatingwidelyinvestigation,

8、thegeneticalgorithmanditsapplicationonstructuraloptimizationdesignarestudiedandsum