遺傳算法及其在復合材料層合板設(shè)計中應(yīng)用的研究.pdf

1、遺傳算法是近年來飛速發(fā)展的一種通用性強,穩(wěn)定性好,具有全局收斂性的優(yōu)化方法.該文的主要目的是研究遺傳算法的優(yōu)化機理并將遺傳算法應(yīng)用到復合材料層合板的優(yōu)化設(shè)計中,致力于發(fā)展一種無需依賴梯度信息和初始條件的新型的復合材料層合板優(yōu)化設(shè)計方法.該文在基本遺傳算法的基礎(chǔ)上首先研究了浮點編碼遺傳算法在數(shù)值優(yōu)化中的應(yīng)用,通過引進"移民策略"和自適應(yīng)算子相結(jié)合的方法,改進了基本遺傳算法在后期進化緩慢的問題,極大地減少了早熟性收斂的現(xiàn)象.其次,該文根據(jù)層

2、合板優(yōu)化設(shè)計的具體問題提出了一種符號編碼方式,雖然優(yōu)化參數(shù)的基因編碼表達方式并不能改變優(yōu)化問題的本質(zhì),但是不同的編碼表達方式對于遺傳算法搜索的效率和最終的優(yōu)化結(jié)果有著重要的影響,因此優(yōu)化參數(shù)的基因編碼表達是遺傳算法應(yīng)用于工程問題中非常關(guān)鍵的一步.該文中的編碼方式的思想簡單直觀,使用方便,易于進行遺傳算法的交叉、變異操作,取得了令人滿意的效果.該文闡述了層合板強度分析的方法,通過和遺傳算法相結(jié)合提出了一種不依賴于初始條件和梯度信息的新型的

3、優(yōu)化設(shè)計方法.同時針對強度優(yōu)化的具體問題構(gòu)造合適的適應(yīng)度函數(shù),并且通過采用"局部退化算子"和"自適應(yīng)算子"相結(jié)合的方法較好地解決了基本遺傳算法中常見的早熟性收斂問題.該文通過對層合板泊松比和鋪層角度關(guān)系的研究后指出,經(jīng)過設(shè)計的層合板不僅可以具有超過1.0以上的正泊松比,還可以有負的泊松比,這種現(xiàn)象對于普通材料無法想象的.層合板這種特殊的性能在很多方面都可以有廣泛的應(yīng)用.應(yīng)用遺傳算法對層合板的泊松比進行優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果進一步證明了層合板具有

4、特殊泊松比這一特殊的性能和設(shè)計的可操作性.該文通過對層合板熱膨脹系數(shù)的研究和設(shè)計,指出了過去常用的零膨脹系數(shù)的工程設(shè)計方法在精度上的不足,應(yīng)用遺傳算法進行優(yōu)化設(shè)計的層合板更加接近真正意義上的零膨脹.另外應(yīng)用遺傳算法對由多種材料組成的層合板進行了零膨脹系數(shù)的設(shè)計,彌補了工程設(shè)計方法只能對由單一材料構(gòu)成的層合板進行設(shè)計的不足.該文在常用的線性加權(quán)法的基礎(chǔ)上,針對定系數(shù)加權(quán)法的不足,把權(quán)系數(shù)作為優(yōu)化變量參與優(yōu)化過程,提出了變系數(shù)的線性加權(quán)法.