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结构优化设计中的组合遗传算法

东北大学学报（自然科学版） 2006年第3期27卷 312-315页

作者：范鹤刘斌张延年韩桂武东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110004 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110015

针对标准遗传算法存在的早熟收敛、随机振荡和收敛速度慢等缺陷,采取改进措施.利用混沌序列的随机遍历性生成初始种群,并把相对差商算法的优化解加入到初始种群中,改善初始种群的性能.采用适应度的指数尺度变换改进传统的适应度评价函数... 详细信息

针对标准遗传算法存在的早熟收敛、随机振荡和收敛速度慢等缺陷,采取改进措施.利用混沌序列的随机遍历性生成初始种群,并把相对差商算法的优化解加入到初始种群中,改善初始种群的性能.采用适应度的指数尺度变换改进传统的适应度评价函数.相对差商算法局部搜索能力强,而遗传算法具有较强的全局搜索性,发挥两者的优势,提出组合遗传算法.把相对差商算法作为一个与选择、交叉、变异平行的遗传算子嵌入到改进遗传算法中,提高局部寻优能力,防止早熟收敛.通过十杆平面桁架的数值算例来验证组合遗传算法应用的可行性和有效性,组合遗传算法的优化结果也远好于标准遗传算法和改进遗传算法.

关键词：结构优化设计相对差商算法标准遗传算法改进遗传算法组合遗传算法

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结构优化设计的解析灵敏度算法

机械强度 1998年第2期20卷 156-159页

作者：梁醒培郑州机械研究所先进制造技术研究中心

以二维单元为例，推导给出线性静力结构优化设计中解析灵敏度算法的计算公式，以有限元分析程序ＡＤＩＮＡ为基础实现了解析灵敏度算法的计算功能，并通过算例验证了其精度。

关键词：结构优化设计解析灵敏度算法有限元分析

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结构优化设计的组合优化策略

机械强度 2013年第3期35卷 278-282页

作者：薛红军李云锋西北工业大学航空学院西安710072

智能优化算法和基于灵敏度分析的梯度方法在解决结构优化设计问题时均有不足,因此提出将两者结合起来的组合优化策略,旨在利用智能优化算法的全局搜索能力和梯度方法的快速局部搜索能力,达到优化质量和优化效率间的平衡。为减少计算所... 详细信息

智能优化算法和基于灵敏度分析的梯度方法在解决结构优化设计问题时均有不足,因此提出将两者结合起来的组合优化策略,旨在利用智能优化算法的全局搜索能力和梯度方法的快速局部搜索能力,达到优化质量和优化效率间的平衡。为减少计算所需的结构重分析次数,使用响应面法建立结构响应的响应面模型(response surface model,RSM)。使用Camel测试函数证明组合优化策略的可靠性和有效性。最后,在多学科优化设计集成平台iSIGHT上集成Nastran,采用两种不同的组合优化策略完成工字型截面悬臂梁的截面尺寸优化。结果显示,组合优化策略能高效且尽可能地保证解的全局最优性。

关键词：结构优化设计组合优化策略响应面模型(response surface model,RSM) iSIGHT

单层声表面波叉指换能器(SAW-IDT)结构优化设计

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稀有金属材料与工程 2021年第11期50卷 3917-3923页

作者：王自平费跃钱磊薛显 Karthik Reddy 江苏大学土木工程与力学学院高端装备关键结构健康管理国际联合研究中心江苏镇江212013 北卡罗莱纳州立大学机械与航空航天工程系美国罗利27606

为优化单层声表面波换能器的驱动性能,改善现有δ函数分析方法在计算过程中的不足之处,采用有限元仿真优化方法对叉指式换能器的静力学性能进行了分析,研究了支路电极宽度w、电极间距s和基片厚度t对驱动性能的影响。仿真结果表明,当w/t=... 详细信息

为优化单层声表面波换能器的驱动性能,改善现有δ函数分析方法在计算过程中的不足之处,采用有限元仿真优化方法对叉指式换能器的静力学性能进行了分析,研究了支路电极宽度w、电极间距s和基片厚度t对驱动性能的影响。仿真结果表明,当w/t=0.7时,可以得到最佳应变响应;当s/t>3.2时,可以得到最大应变。同时还得出了电极间距越小,驱动电压越低的结论。根据仿真优化结果制备了声表面波叉指换能器(SAW-IDT),并进行了频率响应测试。研究结果为声表面波叉指换能器的制备、性能测试和应用提供了指导。

关键词：叉指换能器结构优化设计驱动性能

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硬质合金四齿立铣刀结构优化设计

天津理工大学学报 2025年第2期 13-20页

作者：董黎敏林锌洛王泽巍尚晓帅贠良天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津市宏维刀具有限公司

针对普通硬质合金四齿立铣刀在加工过程中存在的排屑不顺、刀齿易磨损等缺陷，文中对普通硬质合金四齿立铣刀结构进行了结构优化，扩大立铣刀刀头角度及螺旋槽的螺旋角，增大容屑槽的角度，改进螺旋槽槽底的形状，设计了结构优化后的强... 详细信息

针对普通硬质合金四齿立铣刀在加工过程中存在的排屑不顺、刀齿易磨损等缺陷，文中对普通硬质合金四齿立铣刀结构进行了结构优化，扩大立铣刀刀头角度及螺旋槽的螺旋角，增大容屑槽的角度，改进螺旋槽槽底的形状，设计了结构优化后的强力四齿立铣刀；在Pro/E三维建模软件中建立了普通和结构优化后的两种立铣刀的三维模型，运用Ansys有限元分析软件对两种立铣刀进行切削性能分析。结果表明，经过结构优化设计得到的强力四齿立铣刀，其削性能显著提高。

关键词：硬质合金四齿立铣刀三维建模有限元分析结构优化设计

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宽频带TIDT结构优化设计与应用研究

稀有金属材料与工程 2020年第11期49卷 3790-3795页

作者：王自平钱磊费跃陈良彬郝东晖江苏大学土木工程与力学学院高端装备关键结构健康管理国际联合研究中心江苏镇江212013

针对现有矩形IDT带宽窄的不足,研究宽频带梯形叉指换能器(trapezoidal interdigital transducer,TIDT)。采用有限元分析方法对TIDT的尺寸进行结构优化设计,并对设计的TIDT进行性能测试,通过实验研究了TIDT用于结构损伤检测的初步应用。... 详细信息

针对现有矩形IDT带宽窄的不足,研究宽频带梯形叉指换能器(trapezoidal interdigital transducer,TIDT)。采用有限元分析方法对TIDT的尺寸进行结构优化设计,并对设计的TIDT进行性能测试,通过实验研究了TIDT用于结构损伤检测的初步应用。结果表明,TIDT在实际应用中进一步提高了损伤识别精度,具有广泛的应用前景。

关键词：梯形叉指换能器结构优化设计结构健康监测

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基于正交试验法的聚能装药结构优化设计

兵工学报 2007年第2期28卷 215-219页

作者：杨冬梅张爱平赵有守南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

常用的聚能装药结构设计方法是在经验的基础上通过试验或数值仿真,确定装药结构参数,从几个待选方案中选择相对较好的方案,并不是真正意义上的优化且设计周期较长。基于正交试验法,提出了一种不需要构建目标函数、约束条件函数和进行微... 详细信息

常用的聚能装药结构设计方法是在经验的基础上通过试验或数值仿真,确定装药结构参数,从几个待选方案中选择相对较好的方案,并不是真正意义上的优化且设计周期较长。基于正交试验法,提出了一种不需要构建目标函数、约束条件函数和进行微分计算的聚能装药结构优化方法。以影响聚能装药破甲深度的药型罩锥角、壁厚等主要因素为设计变量,以破甲深度最大为目标函数值,建立了基于正交试验法的优化模型。通过选择适当的正交表,把选定的设计变量的三水平值配列于正交表中,在方差分析和F检验的基础上,求出设计变量的最优组合,反复迭代后得到全局最优解。以125 mm聚能装药结构设计为例,进行了试算,计算结果表明:优化结构与原方案相比,提高了破甲深度,表明了该优化方法的可行性。

关键词：爆炸力学终点弹道学聚能装药结构优化设计试验设计法正交试验

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结构优化设计中减少调用结构分析次数的方法

华中理工大学学报 1992年第1期20卷 109-116页

作者：宋天霞华中理工大学力学系

本文在研究广义插值方法的基础上,提出了一种在结构优化设计计算中减少调用结构分析次数的方法,并在理论上和计算实践中,证明了该方法的正确性与有效性,从而解决了长期以来困扰深入应用优化方法的一个难题.

关键词：结构优化设计结构分析次数

基于试验设计及支持向量机的向心叶轮结构优化设计方法

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航空动力学报 2012年第10期27卷 2336-2341页

作者：米栋尹泽勇钱正明张志佾冯立勇北京航空航天大学能源动力工程学院北京100191 中国航空工业集团航空动力机械研究所湖南株洲412002

针对向心叶轮结构优化设计耗时长的难点,研究并采用了2类关键技术:其一是利用试验设计技术从大量的轮盘结构尺寸中挑选出重要尺寸作为优化设计变量,以减小优化问题规模;其二是利用支持向量机技术建立向心叶轮强度及振动分析的代理模型,... 详细信息

针对向心叶轮结构优化设计耗时长的难点,研究并采用了2类关键技术:其一是利用试验设计技术从大量的轮盘结构尺寸中挑选出重要尺寸作为优化设计变量,以减小优化问题规模;其二是利用支持向量机技术建立向心叶轮强度及振动分析的代理模型,以缩短分析时间.在以上研究工作的基础上建立了1种快速高效的向心叶轮结构优化设计方法.随后的1个算例表明:优化后的叶轮寿命提高4倍,优化设计时间为传统方法的1/27,具有良好的工程应用前景.

关键词：向心叶轮试验设计支持向量机强度振动分析结构优化设计