基于改进遗传算法的稳健可靠性优化设计.pdf

《基于改进遗传算法的稳健可靠性优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、研究与分析2015年第4期(第28卷，总第138期)·机械研究与应用·基于改进遗传算法的稳健可靠性优化设计陈金兰，陈尊荣(1．福建农林大学金山学院，福建福州350002；2．福建省电力建设有限公司，福建福州350009)摘要：针对单目标多约束非线性优化问题的稳健可靠性优化设计，使用摄动随机有限元法进行可靠性设计，并对优化问题的目标函数和约束函数进行灵敏度分析，产生灵敏度附加项，建立稳健可靠性优化设计模型。为了提高求解效率，提出一种改进遗传算法，并应用于梁结构的稳健可靠性优化设计模型求解中，实例说明该方法的可行性与实用性。关键词：可靠性设计；稳健设计；优化设计；改进遗传算法中图分类号：

2、'I~311．2文献标志码：A文章编号：1007—4414(2015)04—0054—03RobustReliabilityOptimizationDesignBasedontheImprovedGeneticAlgorithmCHENJin—lan．CHENZun—rong(J．JinshanCollege，FujianAgricultureandForestryUniversity，FuzhouFujian350002，China；2．FujianElectricPowerEngineeringCo．，Ltd，FuzhouFujian350009，China)Abstract：A

3、imingatthesingletargetmulti-constrainednonlinearoptimizationproblemofrobustreliabilityoptimizationde—sign，thereliabilitydesignisconductedbyusingtheperturbationstochasticfiniteelementmethod，andsensitivityanalysisontheobjectivefunctionandconstraintfunctionofoptimizationproblemarealsoconductedtoge

4、tthesensitivityadditionalitems，thenrobustreliabilityoptimizationdesignmodelisestablished．Inordertoimprovethecomputationalefficiency，animprovedgeneticalgorithmisproposed，andappliedtothestructureoptimizationdesignofrobustreliabilitymodel；thenumericalresultsshowthatthemethodisfeasibleandpracticabl

5、e．Keywords：reliabilitydesign；robustdesign；optimizationdesign；improvedgeneticalgorithmO引言微小摄动，利用泰勒级数把随机变量表示为确定部分在机械零部件的设计过程中，往往存在的一些不和由摄动引起的随机部分，从而将有限元位移的支配确定因素，如结构尺寸、材料特性、载荷等的波动变化方程转化为一组线性的递推方程，对其求解，得出位会影响到设计性能的稳健性。为了使机械零部件在移的统计特性，进而求出应力的统计特性。各种因素的干扰下都能保持其可靠性的稳定，在设计优化问题中的设计变量和预先设定的参数向量过程中必须正确地应

6、用稳健可靠性优化设计方法。对机械零部件的可靠性起着重要作用，而这些变量在近年来遗传算法在很多工程领域都得到了很实际工程中存在着不确定性，要消除往往要花费很大好的应用，为改善机械零部件稳健可靠性设计模代价或者根本无法消除，但减小却相对容易，也就是型的求解精度，笔者将遗传算法引入该领域，并针使机械零部件的设计对不确定参数的变化的敏感程对传统遗传算法存在的不足，提出一种改进遗传度减小，即稳健设计。算法，将其应用于机械零部件的稳健可靠性优化笔者以可靠度作为约束条件建立可靠度约束函设计中。数，并考虑目标函数和约束函数对不确定参数的灵敏1稳健可靠性优化设计模型度，建立稳健可靠性优化设计模型j：针

7、对机械可靠性问题的多样性和复杂性，研究者min(，Y)=，Y)(，Y)]们尝试了许多不同方法，其中，随机有限元法被引入s．tc+n到结构可靠性领域中。随机有限元法有摄动随机有J=1Il，I≤=-·限元法、泰勒展开随机有限元法、纽曼展开蒙特卡洛随机有限元法。本文采用摄动随机有限元法¨，该hq()+∑nlI钙：(g：1，2，⋯，p)=1IdzI方法对任何随机变量都可以引入摄动量，是分析非线一卢≤0性问题的强有效方法。假定随机变量在均值处产生收稿日期：2015—