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基于可靠度的桥梁结构动力优化设计
1
作者 黄海新 吕亚伦 程寿山 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期998-1004,共7页
针对桥梁结构所受动荷载具有不确定性的问题,基于模态叠加法推导了动力响应的数字特征,利用一次二阶矩法建立结构的动应力可靠度约束函数,并对其进行显示化处理,分别建立了以频率、动位移和动应力可靠度为约束的动力优化设计数学模型,... 针对桥梁结构所受动荷载具有不确定性的问题,基于模态叠加法推导了动力响应的数字特征,利用一次二阶矩法建立结构的动应力可靠度约束函数,并对其进行显示化处理,分别建立了以频率、动位移和动应力可靠度为约束的动力优化设计数学模型,并基于Matlab平台编制了相应的优化程序。算例测试结果表明,动力优化准则法、粒子群算法和灰狼算法均能在同时满足动力性能和应力可靠度约束条件下使结构整体质量目标函数获得最优值,其中PSO收敛性和稳定性好,DOC迭代次数少,且优化后构件可靠度相较于传统动力优化设计提升超过70%。同时发现,为确保面临较大不确定性时结构的可靠度指标不降低,结构优化后的质量会随着荷载幅值变异系数的增大而有所增加。本文方法可为桥梁结构受外界随机激励下的动力优化设计问题提供理论指导。 展开更多
关键词 结构动力优化设计 动力特性 动力响应 桥梁结构 结构可靠度
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摩托车车架结构动力优化设计 被引量:9
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作者 黄剑鸣 雷刚 陈松 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期119-122,127,共5页
应用MSC.Nastran对某型摩托车车架结构的动态特性进行研究,将其计算结果与试验模态分析结果做比较,验证车架有限元模型的准确性。然后从引起摩托车振动的两个根源(路面激励和发动机激励)出发,着重从发动机激励方面考虑,通过对车架结构... 应用MSC.Nastran对某型摩托车车架结构的动态特性进行研究,将其计算结果与试验模态分析结果做比较,验证车架有限元模型的准确性。然后从引起摩托车振动的两个根源(路面激励和发动机激励)出发,着重从发动机激励方面考虑,通过对车架结构进行动力优化设计,有效地避免了摩托车常用工况下车架前几阶固有频率与发动机的一、二阶惯性力频率一致引起的摩托车共振问题,从而改善摩托车的动态特性,提高摩托车的乘坐舒适性和耐久性。 展开更多
关键词 摩托车 车架结构 有限元 模态分析 动力优化设计
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基于遗传算法的微型飞行器气动力优化设计 被引量:10
3
作者 刘洁 杨爱明 翁培奋 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期173-177,共5页
本文以固定机翼式微型飞行器的翼型气动力优化设计为研究背景,在105量级的低雷诺数范围内,把遗传算法与Navier-Stokes方程数值解法相结合,建立了一种以实数编码为基础的自适应算法模型。在基准翼型的基础上,结合锦标赛选择、部分交叉以... 本文以固定机翼式微型飞行器的翼型气动力优化设计为研究背景,在105量级的低雷诺数范围内,把遗传算法与Navier-Stokes方程数值解法相结合,建立了一种以实数编码为基础的自适应算法模型。在基准翼型的基础上,结合锦标赛选择、部分交叉以及自适应变异算子,对翼型进行了升阻比气动力优化设计,并设计了一种高效的复制算子来提高算法的稳定性和计算效率。优化后的翼型升阻比提高显著,表明该算法对低雷诺数翼型的气动外形设计合理有效。 展开更多
关键词 微型飞行器 遗传算法 NAVIER-STOKES方程 低雷诺数翼型 动力优化设计
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基于性能的隔震结构动力优化设计 被引量:5
4
作者 李刚 杨迪雄 程耿东 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期160-165,共6页
结合优化问题的特点,应用稳健的优化算法以合理的计算代价求解了非线性隔震结构含瞬态约束的混合变量动力优化设计问题.首先根据投资-效益准则建立了基础隔震结构一体化优化设计模型,其中目标函数是结构寿命周期内的总费用,包括结构初... 结合优化问题的特点,应用稳健的优化算法以合理的计算代价求解了非线性隔震结构含瞬态约束的混合变量动力优化设计问题.首先根据投资-效益准则建立了基础隔震结构一体化优化设计模型,其中目标函数是结构寿命周期内的总费用,包括结构初始造价和损失期望,约束条件包括隔震层水平位移、上部结构层间变形等,优化模型同时对上部结构截面尺寸和隔震器参数进行优化.充分利用铅芯橡胶支座隔震结构的局部非线性性质,使非线性隔震结构的时程分析计算效率接近线性动力分析.然后应用含潜在约束策略的序列二次规划算法,并结合选择性动态圆整法进行具有连续、离散混合变量的隔震结构的非线性动力优化设计.算例表明了优化模型和算法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 基础隔震结构 基于性能的一体化设计 非线性动力优化设计 混合变量
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转子系统动力优化设计的逆摄动法 被引量:9
5
作者 滕弘飞 谭新俊 王培杰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第1期44-49,61,共7页
根据广义特征值扰动及其逆问题理论,借鉴结构矩阵摄动理论,利用逆求思想,提出一种动力优化设计逆摄动法。用以求解考虑强度、刚度、频率禁区、强迫振动等因素影响及以有限元法为分析手段的转子系统的复杂动力优化问题。将其与数学规... 根据广义特征值扰动及其逆问题理论,借鉴结构矩阵摄动理论,利用逆求思想,提出一种动力优化设计逆摄动法。用以求解考虑强度、刚度、频率禁区、强迫振动等因素影响及以有限元法为分析手段的转子系统的复杂动力优化问题。将其与数学规划法或准则法以及结构摄动法相结合运用,尽可能地避免重分析,亦便于工程技术人员应用和发挥能动性。文后给出了若干典型算例及实例计算验证。 展开更多
关键词 转子系统 动力优化设计 逆摄动法
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基于上下部共同作用的群桩动力优化设计 被引量:3
6
作者 熊辉 邹银生 蒋建国 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期590-594,共5页
基于复形调优的基本理论,利用群桩动力阻抗的频域相关性,以体系周期为基本目标函数,着重讨论并估计了群桩抽桩布置于体系动力反应的影响。通过数值计算分析,认为在带桩结构工程应用该法进行动力分析是可行的,同时也为桩基承载结构提供... 基于复形调优的基本理论,利用群桩动力阻抗的频域相关性,以体系周期为基本目标函数,着重讨论并估计了群桩抽桩布置于体系动力反应的影响。通过数值计算分析,认为在带桩结构工程应用该法进行动力分析是可行的,同时也为桩基承载结构提供了一种新的设计思路。 展开更多
关键词 群桩 动力优化设计 复形调优 目标函数 频域相关性 桩基 高层建筑物
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考虑自振周期的高层混凝土建筑结构动力优化设计 被引量:3
7
作者 孙树立 袁明武 《振动工程学报》 EI CSCD 1997年第3期287-292,共6页
风载对高层建筑结构会产生一定的动力效应,控制这种动力效应的有效方法之一是限制结构的自振周期。本文提出了一种以有限元分析和严格推导的优化准则方法为基础的动力优化设计方法,将结构构件的截面尺寸作为设计变量,在构件单元的强... 风载对高层建筑结构会产生一定的动力效应,控制这种动力效应的有效方法之一是限制结构的自振周期。本文提出了一种以有限元分析和严格推导的优化准则方法为基础的动力优化设计方法,将结构构件的截面尺寸作为设计变量,在构件单元的强度、构件单元尺寸和自振周期的限制等约束条件下,求解以最小结构重量为目标的最优解。算例表明,此算法十分有效、可靠,可适用于大型高层混凝土建筑结构的优化设计。 展开更多
关键词 风载 自振周期 动力优化设计 高层建筑 混凝土
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模糊理论在结构动力优化设计中的应用 被引量:1
8
作者 武超 徐新喜 《机械设计与制造》 北大核心 2005年第3期3-5,共3页
简述了结构动力优化设计和模糊优化设计的国内外研究进展;分单目标结构模糊动力优化设计和多目标结构模糊动力优化设计,介绍了模糊理论应用于结构动力优化设计的方法;指出了结构模糊动力优化设计理论上存在的不足和今后研究的重点。
关键词 模糊优化设计 结构动力优化设计 隶属函数
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网格变形控制技术在带前置定子导管桨水动力优化设计中的应用
9
作者 刘敏 张宁 +2 位作者 高同兵 闫学琳 陈小宁 《舰船科学技术》 2011年第12期19-23,共5页
应用网格变形控制技术,对带前置定子导管桨进行了转动叶片水动力外形的优化设计研究,优化方案的敞水效率较原始方案提高了2%,并能显著减弱叶梢流动的分离现象。优化结果表明,基于网格变形控制技术的网格重构方法能在保证网格相似性的条... 应用网格变形控制技术,对带前置定子导管桨进行了转动叶片水动力外形的优化设计研究,优化方案的敞水效率较原始方案提高了2%,并能显著减弱叶梢流动的分离现象。优化结果表明,基于网格变形控制技术的网格重构方法能在保证网格相似性的条件下,解决多方案网格自动生成的难题,便于进行组合式推进器的水动力性能优化设计。 展开更多
关键词 网格变形控制技术 带前置定子导管桨 动力优化设计
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杆系结构的离散变量动力优化设计
10
作者 何时剑 《常州信息职业技术学院学报》 2005年第2期42-44,共3页
文章讨论了离散变量优化方法在结构动力设计中的应用,提出了一种离散变量的结构动力优化设计序列线性规划方法。该方法将非线性规划问题转化成线性规划问题,使结构动力最优化设计成为可能。
关键词 离散变量 动力优化设计 序列线性规划
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地震作用下矮塔斜拉桥的动力优化设计 被引量:9
11
作者 姜亚丽 杨刚 宋红红 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期313-319,共7页
该文以一座矮塔斜拉桥——大连长山大桥为工程背景,对地震作用下结构的动力优化问题进行研究,通过优化改善桥梁结构的静动力特性,提高结构抗震性能,确保它们在动力环境下安全可靠的工作。在ANSYS中建立长山大桥空间有限元模型,然后采用... 该文以一座矮塔斜拉桥——大连长山大桥为工程背景,对地震作用下结构的动力优化问题进行研究,通过优化改善桥梁结构的静动力特性,提高结构抗震性能,确保它们在动力环境下安全可靠的工作。在ANSYS中建立长山大桥空间有限元模型,然后采用响应面法以桥梁振型频率为优化目标,进行结构动力特性的优化设计;采用试验设计的优化方法以地震作用下结构的动力响应为优化目标,进行结构动力响应的优化设计;采用神经网络建立网络模型,快速有效的预测结构地震响应,为桥梁结构优化设计提供参考作用。研究表明:进行结构动力优化设计可以在保证桥梁结构整体性不变的前提下,充分发挥结构自身潜能,减小桥梁地震动力响应。 展开更多
关键词 动力优化设计 模型修正 动态时程分析 ANSYS 正交试验 神经网络
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船舶板架结构动力优化设计方法研究 被引量:2
12
作者 刘崇杰 杨丽萍 +1 位作者 张军 王丹 《山东工业技术》 2018年第6期15-15,共1页
随着我国现代化建设水平的不断提升,当前船舶板架结构作为船舶稳定性的重要结构来源,其优化设计的整体水平也得到了业内人士的广泛关注与重视。本文立足于船舶板架结构动力学,首先分析了船舶与海洋工程结构环境载荷的来源,然后介绍了船... 随着我国现代化建设水平的不断提升,当前船舶板架结构作为船舶稳定性的重要结构来源,其优化设计的整体水平也得到了业内人士的广泛关注与重视。本文立足于船舶板架结构动力学,首先分析了船舶与海洋工程结构环境载荷的来源,然后介绍了船舶与海洋工程振动问题的研究现状,最后分别对应船舶与海洋工程的结构动力优化以及夹层结构力学的特性优化进行了阐述,也希望能够为船舶板架结构动力优化活动的顺利开展创设条件。 展开更多
关键词 船舶板架结构 动力优化设计 策略
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近断层地震动作用下基础隔震结构的一体化动力优化设计 被引量:11
13
作者 杨迪雄 李刚 程耿东 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期42-49,共8页
首先讨论了近断层地震动的脉冲运动特征和特性参数,并以台湾集集地震实际脉冲型近震记录作为地震动输入,以上部结构最大层间位移和构件体积最小化为目标,应用含潜在约束策略的序列二次规划算法,对安装铅芯橡胶隔震支座的钢筋混凝土框架... 首先讨论了近断层地震动的脉冲运动特征和特性参数,并以台湾集集地震实际脉冲型近震记录作为地震动输入,以上部结构最大层间位移和构件体积最小化为目标,应用含潜在约束策略的序列二次规划算法,对安装铅芯橡胶隔震支座的钢筋混凝土框架隔震结构进行一体化优化设计,同步确定隔震器参数和上部结构构件截面几何尺寸。然后输入ElCentro(1940)、Hachinohe(1968)非脉冲型近断层地震动记录进行隔震结构一体化优化设计。计算结果表明,本文隔震结构优化设计得到的结果是合理的,与其他作者通过参数分析确定的隔震器最优参数具有可比性;对考虑脉冲型近断层地震动作用的隔震结构进行参数优化设计后,该隔震结构能同时满足脉冲型和普通非脉冲型近震作用的结构设计需求。反之,对非脉冲型近断层地震动作用的隔震结构进行参数优化设计后,该隔震结构不能满足脉冲型近震作用的设计需求。 展开更多
关键词 结构抗震 近断层地震动 隔震结构 铅芯橡胶支座 动力优化设计
原文传递
评述汽轮发电机基础动力优化设计的发展 被引量:10
14
作者 翟荣民 周建军 李兴利 《电力建设》 北大核心 2001年第3期12-18,20,共8页
回顾了我国汽轮发电机基础动力优化设计的发展历程 ,介绍了该领域的最新研究成果。通过对 3个典型实例的剖析 ,阐述一些新的思路 ,论证了该成果在动力优化领域具有广阔的应用前景 ,并指出进一步推动汽轮发电机基础动力优化设计发展的设想。
关键词 汽轮发电机组 基础 动力优化设计 火力发电厂 施工
原文传递
结构动力鲁棒优化设计方法综述 被引量:3
15
作者 许本胜 臧朝平 +1 位作者 缪辉 张根辈 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期24-36,共13页
如何提高结构动力学性能的鲁棒性,以减小各种不确定性因素对设计结果的影响是当前学术界和工程界研究和关注的热点问题之一。该文阐述了结构动力鲁棒优化设计的基本概念,从基于Taguchi的方法、基于多目标优化的方法和基于响应面建模的... 如何提高结构动力学性能的鲁棒性,以减小各种不确定性因素对设计结果的影响是当前学术界和工程界研究和关注的热点问题之一。该文阐述了结构动力鲁棒优化设计的基本概念,从基于Taguchi的方法、基于多目标优化的方法和基于响应面建模的方法三个方面对结构动力鲁棒优化设计的研究进行了综述。以双转子为例,从结构的动力响应要求出发,采用响应面建模、多目标优化的方法进行了设计并与采用Taguchi方法得到的结果进行比较。结果表明,基于响应面建模、多目标优化的方法能够获得多个具有鲁棒性的设计方案,在处理具有不确定性的结构动力学问题时有着很大的应用潜力。最后,对当前方法和后续研究内容作了简要总结和展望。 展开更多
关键词 结构动力优化设计 鲁棒优化 Taguchi方法 多目标优化 响应面方法
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4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计 被引量:24
16
作者 张良安 马寅东 +1 位作者 单家正 解安东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期336-341,共6页
提出一种4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计方法。在建立其刚体动力学模型的基础上,提出在目标轨迹及确定运动规律下,以机器人大臂与小臂关节驱动力矩基于目标轨迹上的最大值最小作为动力学优化目标。在此基础上,构造有约束... 提出一种4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计方法。在建立其刚体动力学模型的基础上,提出在目标轨迹及确定运动规律下,以机器人大臂与小臂关节驱动力矩基于目标轨迹上的最大值最小作为动力学优化目标。在此基础上,构造有约束的多目标优化问题,并利用理想点法将该多目标优化问题转化成单目标优化问题加以解决。工程实例证明利用所提方法优化后得到的机器人尺度参数,能够使机器人在目标轨迹上的动力学性能明显改善,大臂与小臂关节驱动力矩峰值降幅分别为9.782%和8.207%,说明优化方法合理、有效。 展开更多
关键词 码垛机器人局部闭链轨迹规划 动力优化设计
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内燃机配气凸轮机构型线的动力学优化设计 被引量:13
17
作者 卢月娥 任述光 杨大平 《湖南农业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期522-524,共3页
为减少内燃机配气机构的冲击振动 ,提高其动力性和经济性 ,用优化设计方法将配气机构简化为单质量振动系统 ,建立其动力学优化设计的数学模型 .以复合摆线 型凸轮为例 ,进行动力学优化设计 .结果表明 :优化方案和原方案相比 ,丰满系数... 为减少内燃机配气机构的冲击振动 ,提高其动力性和经济性 ,用优化设计方法将配气机构简化为单质量振动系统 ,建立其动力学优化设计的数学模型 .以复合摆线 型凸轮为例 ,进行动力学优化设计 .结果表明 :优化方案和原方案相比 ,丰满系数提高了 1.2 5 % ,动态最大正加速度在上升段下降 1% ,但在下降段上升了 5 % ,动态最大负加速度下降 6.4% ,系统动态速度及动态加速度振幅比未优化方案要小 。 展开更多
关键词 凸轮机构型线 动力优化设计 内燃机 配气机构 单质量振动系统 数学模型
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热超声封装高频换能器的动力学优化设计 被引量:4
18
作者 王福军 赵兴玉 +1 位作者 张大卫 武一民 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期536-540,共5页
为提高热超声封装效率、降低封装温度,研究了高频超声换能器的动力学优化设计.基于一维振动和波动理论,建立了换能器的解析模型,得到了压电振子、指数形聚能器和劈刀的波动方程.借助有限元分析软件ANSYS参数化建模,分别对压电振子和聚... 为提高热超声封装效率、降低封装温度,研究了高频超声换能器的动力学优化设计.基于一维振动和波动理论,建立了换能器的解析模型,得到了压电振子、指数形聚能器和劈刀的波动方程.借助有限元分析软件ANSYS参数化建模,分别对压电振子和聚能器进行优化设计.考虑材料、形状和尺寸对其振动特性的影响,得到了换能器最优模型.通过阻抗分析仪和多普勒激光测振仪对换能器进行电谐振和机械谐振测试.实验结果表明,该换能器在其工作频率附近不存在非纵振模态和其它寄生的振动形式,从而方便了超声信号发生器设计. 展开更多
关键词 热超声封装 超声换能器 动力优化设计 激光多普勒测试
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带TMD的结构基于动力可靠性约束的优化设计 被引量:9
19
作者 李创第 黄天立 +2 位作者 李暾 邹万杰 何益斌 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第6期121-125,共5页
本文在运用复模态法求得多自由度带TMD结构随机地震响应解析解的基础上,采用基于动力可靠性约束的优化设计方法对TMD装置参数的优化取值进行了系统研究,以结构最大位移响应的期望值为目标函数,以TMD装置响应的动力可靠性为约束条件,运... 本文在运用复模态法求得多自由度带TMD结构随机地震响应解析解的基础上,采用基于动力可靠性约束的优化设计方法对TMD装置参数的优化取值进行了系统研究,以结构最大位移响应的期望值为目标函数,以TMD装置响应的动力可靠性为约束条件,运用罚函数法获得到TMD装置的优化设计参数,并给出了算例,从而建立了带TMD结构基于动力可靠性约束的抗震优化设计的一整套方法。本文方法也可用于基础隔震结构、带TLD减震结构以及带TMD和TLD抗风结构的优化设计。 展开更多
关键词 TMD 复模态 随机地震响应 基于动力可靠性的优化设计
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遗传算法在机械系统动力学优化设计的应用 被引量:2
20
作者 张京军 王南 陈宝政 《河北省科学院学报》 CAS 2002年第2期102-107,共6页
针对机械系统动力学优化设计的特点 ,提出了一种改进的遗传算法 ,从而提高了优化算法的收敛速度和稳定性。
关键词 机械系统 动力优化设计 遗传算法 机械设计 智能优化 全局最优解
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