基于橢球集的非概率可靠性拓?fù)鋬?yōu)化.pdf

1、拓?fù)鋬?yōu)化在概念設(shè)計(jì)初期階段有著重要意義，它可以找到原設(shè)計(jì)方案的不足與冗余。在工程實(shí)際中，結(jié)構(gòu)上的施加荷載、斷面尺寸和材料的力學(xué)性能等都不會(huì)是常量，它們的真實(shí)值會(huì)在名義值附近隨機(jī)變化。采用未考慮參數(shù)變化性的確定性拓?fù)鋬?yōu)化（deterministic topology optimization,DTO）得出的結(jié)構(gòu)存在安全余量變小，失效模式增多的可能。為避免因結(jié)構(gòu)參量的不確定性導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性能下降的現(xiàn)象，拓?fù)鋬?yōu)化中必須對(duì)這些因素予以考慮。非概率

2、可靠性拓?fù)鋬?yōu)化（Non-probabilisitic Reliability-Based Topology Optimization，NRBTO）是由確定性拓?fù)鋬?yōu)化策略與非概率可靠性分析相結(jié)合產(chǎn)生的一種拓?fù)鋬?yōu)化分支方法，兼有拓?fù)鋬?yōu)化概念設(shè)計(jì)的前瞻性與非概率可靠性分析的安全性的優(yōu)點(diǎn)。有關(guān)非概率可靠性拓?fù)鋬?yōu)化的研究經(jīng)歷時(shí)間較短，尚有許多值得完善的地方。
　　首先，本文基于剛度優(yōu)化問題，提出了雙向漸近結(jié)構(gòu)優(yōu)化法(Bidirectiona

3、l Evolutionary Structural Optimization，BESO)作為拓?fù)鋬?yōu)化策略策略，橢球集模型描述變量的變化性及內(nèi)在聯(lián)系的NRBTO方法。針對(duì)相同剛度優(yōu)化問題，該方法相比其他NRBTO方法所得結(jié)果更優(yōu)，相比DTO方法，優(yōu)化結(jié)果沒有被高估，充分地考慮了變量不確定性引起的風(fēng)險(xiǎn)，更具工程實(shí)際指導(dǎo)和參考價(jià)值。
　　其次，在將本方法應(yīng)用于剛度優(yōu)化（柔度最小化）問題中時(shí)，為了幫助設(shè)計(jì)者選擇合適的非概率可靠性指標(biāo)，避免