基于改進螢火蟲算法的桿系結構拓撲優(yōu)化.pdf

1、結構拓撲優(yōu)化契合結構形態(tài)學提出的尋求結構―形‖與―態(tài)‖協調統一這一理念，是實現結構的合理、自然、高效的有效途徑。因此，本文針對桿系結構拓撲優(yōu)化進行研究，具有重大意義。
　　以往的桿系結構拓撲優(yōu)化研究工作往往針對簡單的較小規(guī)模桿件結構進行，如15桿平面桁架，25桿空間桁架等，對規(guī)模較大的桿系結構的拓撲優(yōu)化研究較少，且結果欠理想。
　　針對上述研究背景，本課題主要研究了以下內容：
　?。?）針對桿系結構拓撲優(yōu)化問題高度非線

2、性，多峰值等特點，本文引入了具有自動分子群功能、較強搜索能力，擅長解決高維度、高次非線性優(yōu)化問題的螢火蟲算法。在標準螢火蟲算法基礎上，通過引入隨機權重和改進吸引力項，提出了適用于大求解空間優(yōu)化問題的改進螢火蟲算法，并通過測試函數實驗驗證改進螢火蟲算法的性能。此外，對改進螢火蟲算法進行了離散化處理，以適用于桿系結構拓撲優(yōu)化問題。
　　（2）建立了基于改進螢火蟲算法的桿系結構拓撲優(yōu)化方法。構造了基于基結構法的桿系結構拓撲優(yōu)化模型；針對

3、大規(guī)模桿件結構，提出一種拓撲編碼方法，以減小變量數目和機構出現幾率；通過將被刪除桿件的截面特性參數置零和幾何組成分析兩個必要措施分別有效地解決奇異最優(yōu)解問題和隨機生成的拓撲形式為機構的問題；運用自適應懲罰函數處理違反約束條件的個體，根據個體違反約束條件的程度，自動確定懲罰函數值，輕微違反約束但目標函數更優(yōu)的個體能夠被其他個體發(fā)現，提高方法效率。通過上述內容，建立了可用改進螢火蟲算法求解的且能同時考慮剛度、強度、穩(wěn)定等約束的桿系結構拓撲優(yōu)