改進ACO及其在基于可靠性的桁架結構優(yōu)化中的應用研究.pdf

1、結構優(yōu)化設計的經濟性和實用性現(xiàn)已引起了人們的廣泛關注。桁架結構是工程結構中一種最常用的結構,其優(yōu)化設計是通過設計桿件的合理橫截面積,使結構在滿足多種約束的條件下,既能安全的承受給定荷載,又能最大限度地減輕重量。傳統(tǒng)設計方法根據(jù)統(tǒng)計學知識將結構設計過程存在的不確定性影響用安全系數(shù)來表示,基于安全系數(shù)的半經驗結構設計法并不能較好地反映結構的可靠性程度。因此,進行基于可靠性的桁架結構優(yōu)化設計的研究有著重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文根據(jù)工

2、程結構可靠度理論,在分析桁架結構可靠性的基礎上進行桁架結構在可靠性約束下的重量最小化優(yōu)化設計研究。鑒于常規(guī)算法的局限性,本文提出了基于混沌理論的蟻群算法并將其應用于桁架結構優(yōu)化之中。為了克服蟻群算法的缺陷,將混沌優(yōu)化方法與蟻群算法相結合,在蟻群算法局部信息素更新過程中引入混沌干擾因子,并對主要控制參數(shù)進行混沌優(yōu)化選擇。算法仿真表明改進后的蟻群算法全局尋優(yōu)能力大為增強。而后,該算法被引入桁架結構可靠性優(yōu)化設計之中。針對桁架結構離散變量優(yōu)化

3、問題,將約束條件進行等價轉化,根據(jù)實際問題設計算法的收斂準則,通過仿真結果分析證明本文改進蟻群算法的求解效果優(yōu)于單純只用可靠性約束進行結構優(yōu)化的結果;對于桁架結構連續(xù)變量優(yōu)化設計問題,對設計變量的定義域進行了離散化的處理,以適合蟻群算法的應用。根據(jù)具體問題設計算法收斂準則,通過仿真結果的分析與對比,證明本文改進蟻群算法在解決桁架結構優(yōu)化問題中較其他算法在尋找全局最優(yōu)解的準確性方面也有了進一步的提高。通過離散變量和連續(xù)變量的優(yōu)化設計的工程