导读:本文包含了渐进优化方法论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:拓扑,结构优化,联轴器,双向,算法,各向同性,结构。
渐进优化方法论文文献综述
郑晓明,文永蓬,尚慧琳,刘跃杰[1]（2019）在《考虑UIC强度准则的轨道车轮辐板渐进结构拓扑优化方法》一文中研究指出为了提高轨道车轮的结构性能,利用渐进结构拓扑优化方法(ESO)建立了轨道车轮的结构优化模型;以双S型轨道车轮为设计蓝本,分析了轨道车轮的辐板设计域,提出了轨道车轮在多工况作用下的渐进结构拓扑优化方法;介绍了利用渐进结构拓扑优化方法实现结构应力均匀化的优化思路;根据《整体车轮技术检验》(UIC 510-5:2003)标准,分别考虑了轨道车轮在直线工况、曲线工况和道岔通过工况,不仅获得这3种典型工况共同作用下的拓扑优化结构,而且还获得了3种典型工况依次作用下的6种拓扑结构;对比了优化前后车轮辐板的应力,并利用有限元工具验证了优化后车轮的辐板应力特性,证明渐进结构拓扑优化方法的正确性和有效性。研究结果表明:利用渐进结构拓扑优化方法对轨道车轮的拓扑优化是适用的;在车轮质量不增加的前提下,优化后车轮辐板的厚度增加且不等厚,有效地减小应力集中,降低结构应力;对比原双S型车轮,优化后6种车轮模型的结构性能均有所提升,分别提高了16.6%、20.7%、22.5%、21.3%、20.1%和19.5%,其中,方案3的优化车轮在3种工况下辐板处的最大结构应力分别降低了4.0%、14.5%和6.7%。研究有助于轨道车轮结构强度的提高,并对多工况耦合作用下轨道车轮结构优化具有重要的参考价值。(本文来源于《交通运输工程学报》期刊2019年05期）
郑永锋[2]（2019）在《双向渐进稳健拓扑优化方法研究》一文中研究指出随着增材制造技术的兴起,拓扑优化成为结构优化的重要工具。它是在给定的载荷与边界条件下,寻求最优的孔洞数目及其分布形式,使得结构的性能达到最优,其应用范围涵盖航空、航天、船舶以及高铁等诸多领域。工程实际中存在着各种各样的不确定性,而这些不确定性只能尽量减小但无法避免。多种不确定性因素耦合在一起将会产生较大的偏差。本文将结构设计中的拓扑优化技术与不确定性分析相结合,采用边界光滑的双向渐进拓扑优化(Bi-directional Evolutionary Topology Optimization,BETO)方法,开展了连续体、周期性连续体、各向同性材料以及多层级结构的稳健拓扑优化方法研究。主要工作如下:首先,提出了一种基于正交分解(Orthogonal Decomposition)与均匀采样(Uniform Sampling)的不确定性分析方法(简称ODUS),克服了现有区间量化方法处理载荷不确定性时存在推导复杂、计算效率低、难以得到显式敏度信息等难题。采用正交分解技术,将载荷不确定性变量分离为若干个与有限元分析无关的系数,节约了量化不确定性过程中的计算成本;通过均匀采样技术,将原始的不确定性问题转化为广义的确定性问题,得到显式的敏度信息便于求解。此外,还进一步分析了载荷大小样本量与方向样本量对ODUS计算精度的影响。提出了一种包含结构响应极值的相对离散度指标,可用于直观地对比确定性设计结果与稳健性设计结果。通过典型算例,验证了所提方法的有效性与高效性。其次,提出了一种周期性连续体结构稳健拓扑优化方法,克服了周期性单胞拓扑构型易受载荷扰动影响的问题。在进行节点敏度过滤之前,对设计域的所有单元根据指定的周期数进行敏度平均,再将单元敏度转化为节点敏度,基于敏度一致的思想得到周期性设计,克服了单元节点数无法等距划分结构设计域的问题。采用ODUS方法,将载荷不确定性问题转化为确定性条件下的多工况问题,并按大小、方向与混合叁种不确定性情况,推导了周期性连续体结构稳健设计的敏度信息。通过二维与叁维算例,验证了所提方法的有效性与稳健性。接着,提出了一种各向同性材料微结构稳健拓扑优化方法。考虑到基材料的概率不确定性,将微结构极端性能期望与方差的加权作为目标函数。通过引入非侵入式的多项式混沌展开(Polynomial Chaos Expansion,PCE)法,对材料不确定性进行了高效量化,解决了材料属性与目标函数之间的关系无法显式表达的问题。采用能量均匀化法,评估材料微结构的宏观等效属性,得到了四种具有极端性能的各向同性材料微结构,验证了所提方法的有效性与优越性。随后,提出了一种多源混合不确定性条件下多层级结构稳健拓扑优化方法。对于其中“有界但未知”的载荷区间不确定性,采用ODUS方法进行量化;对于服从概率分布的材料不确定性,采用非侵入式的PCE方法进行求解。分别研究了单载不确定性、多载不确定性、材料不确定性、混合不确定性下周期性约束对多层级结构稳健设计的影响。将所提方法应用于叁维Michell结构,得到了性能优良的拓扑构型,并采用增材制造技术,将不同情形下的设计结果进行打印,验证了所提方法的有效性与实用性。最后,总结了全文的研究成果与创新之处,并展望了未来的研究工作。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-08-01）
王聪,张长东,刘婷婷,廖文和[3]（2018）在《带有区域性惩罚因子的双向渐进结构优化方法》一文中研究指出针对传统的拓扑优化方法欠缺考虑增材制造工艺约束,如果优化模型存在大面积悬垂、封闭空腔等工艺几何特征将增加打印及后处理操作的复杂度的问题,提出带有区域性惩罚因子的双向渐进拓扑优化方法.首先考虑增材制造工艺特征约束,使得优化结果具有良好的可打印性;然后对模型进行网格划分,根据单元体所在的区域定义区域性惩罚因子,保证区域性惩罚因子由外表面向内核逐渐增大;最后结合有限元分析,以区域性惩罚因子对单元体的计算应力进行惩罚,决策单元体的保留与删减.通过数值实验,与传统的双向渐进结构拓扑优化算法对比的结果表明,该方法可以改变空腔形貌特征、减少垂悬面积、均衡模型应力分布,提升了拓扑优化模型的可打印效果.(本文来源于《计算机辅助设计与图形学学报》期刊2018年12期）
王磊佳[4]（2018）在《加窗渐进结构优化方法及在双层交通混凝土箱梁应用研究》一文中研究指出在结构设计中,工程设计人员期望以最少的材料、最低的成本和最简单的工艺实现性能最佳的结构,结构拓扑优化作为一种在给定负载、约束条件及性能指标下对初始区域内材料分布进行优化的数学方法,受到了设计人员的广泛关注。渐进结构优化算法以其概念清晰、规则简单、计算方便的优点得到了广泛的发展,但由于其在有限元单元数目较多的结构优化计算中因其计算效率低、算法不稳定和棋盘格式现象严重而饱受诟病,为此本文针对渐进结构优化算法中出现的问题展开了一下几方面的研究。(1)渐进结构优化算法通常用于结构最优拓扑找形,指导结构的设计。但由于其删除准则的缺陷易引起计算效率低等一系列问题。本文对删除准则进行了改进,提出了加窗渐进结构优化算法。该算法引入结构整体平均应变能密度作为单元删除准则,同时将单元删除率设定为窗口可调的自适应状态。(2)通过算例分析表明,加窗渐进结构优化算法一定程度上解决了传统渐进结构优化算法中计算效率较低和优化过程易发生畸变的问题,且推广至高阶有限元单元应用后扩大了其应用范围。通过与Michell理论解对比,其构造的拓扑的可靠性也得到了证明。(3)拉杆-压杆模型是研究复杂钢筋混凝土结构材料受力状态的有效工具之一。为研究双层交通混凝土箱梁抗弯条件下腹板的受力机理,本文采用寻优能力强且计算效率高的加窗渐进结构优化算法来构造腹板的拉杆-压杆模型。文中将试验现象与拉杆-压杆模型进行对比,验证了该方法所得结果的准确性,同时建议设计类似构件时圆心分别在距离两端支座L/8处开设直径不大于H/3的圆孔为最佳且圆心应偏想受拉区,跨中开梯形孔最合理。文中总结出的工字梁在不同边界条件下腹板的拉杆-压杆模型为类似构件的设计提供参考。(4)基于加窗渐进结构优化算法对双层交通混凝土箱梁抗弯条件下腹板进行优化设计,以期望为后续的研究提供设计思路。根据拓扑优化解建立单箱叁室双层交通混凝土箱梁抗弯条件下的模型,其腹板开孔率为未优化设计方案的1.5倍且只需在跨中设置一根横梁,同时优化模型的应力值范围小于试验模型且跨中位移为试验模型的0.5倍,综合对比优化模型的力学性能优越、工程造价低、通风采光效果更佳。(本文来源于《湖南科技大学》期刊2018-12-06）
李中帅,闫占辉[5]（2018）在《渐进结构优化方法在联轴器优化设计中的应用》一文中研究指出针对联轴器优化设计中普遍关注的结构轻量化和最大应力最小化问题,借助Hyperworks有限元分析软件,采用渐进结构优化方法,对SSWZ330型十字轴万向联轴器进行了结构拓扑优化设计。优化后,可使材料节省9. 17%,工作时最大静应变减少2. 3%,最大应力减少52. 1%,改善了结构性能,减轻了结构重量,拓展了Hyperworks软件在机械部件结构拓扑优化设计领域的实际工程应用。(本文来源于《吉林大学学报(信息科学版)》期刊2018年06期）
鄂学海[6]（2018）在《钢筋混凝土结构典型D区的渐进性结构拓扑优化方法研究》一文中研究指出渐进性结构优化ESO(Evolutionary Structural Optimization)方法是拓扑优化TO(Topological Optimization)的重要手段,而钢筋混凝土结构干扰域—D区(Disturbed Region)的受力体系则表现为拉压杆模型。本文以混凝土结构典型D区拉压杆模型的构形为依托,对ESO下的TO方法进行了如下研究:(1)一般编程研究。利用有限元软件Abaqus的Python脚本语言,对该软件做二次开发,以ESO方式,实现了拓扑优化。(2)线弹性阶段的渐进性结构拓扑优化研究。运用所开发的程序,对深梁、局部承压、转向块、横隔梁、梁托、桥墩盖梁、桥墩盖梁节点这七类钢筋混凝土结构典型D区,进行了线弹性阶段的拓扑优化,构造其拉压杆模型。其中,围绕ESO-TO的叁个组成部分:单元删除标准、平滑化手段与构形终止标准,全面检验了现行研究成果,进而提出了多种修正补充。对比分析表明:所得结果优于现成果。(3)非线性阶段的渐进性结构拓扑优化研究。对ESO-TO方法提出了非线性阶段的单元删除标准与构形终止标准,实现了钢筋混凝土结构典型D区的非线性拓扑优化,并以钢筋混凝土深梁为例,验证了所提方法的合理性。(4)参数化优化设计研究。由所得局部承压、桥墩盖梁这两类典型D区的拉压杆模型,提炼其影响变量,进行了参数化优化设计。(本文来源于《武汉轻工大学》期刊2018-05-23）
黄莎莎,薛强,郝孝其[7]（2018）在《基于双向渐进结构优化方法的双螺杆榨油机榨笼优化设计》一文中研究指出双螺杆榨油机中榨笼作为压榨部分的关键部件,其对榨膛内挤油压力的形成和对两根螺旋轴的支撑起到关键作用。针对目前传统经验设计的榨笼尺寸和质量偏大,造成制造材料浪费的问题,将双向渐进结构优化方法(Bi-Directional Evolutionary Structural Optimization,BESO)应用到榨笼的设计中。以榨笼的刚度最大化为目标,以体积为约束条件,在Abaqus环境下,采用Python程序实现BESO优化算法,设计出新的榨笼结构。通过优化设计前后的对比分析表明,新的结构在满足强度要求的条件下,质量减少了35.1%。该优化分析方法为后续的榨笼设计提供了一种新思路。(本文来源于《中国油脂》期刊2018年05期）
蓝萌[8]（2017）在《双向渐进结构拓扑优化方法的改进及动态优化研究》一文中研究指出拓扑优化是在给定的约束和载荷条件下寻求材料在设计域内最优分布的方法。结构的拓扑构形选择是否恰当,决定了产品设计的主要性能,因而拓扑优化技术在产品概念设计阶段具有重要意义。从经济学角度看,拓扑优化可以减少设计成本、提高产品开发效率,被公认为是结构设计中回报最高的工作,已经成为结构设计中的研究热点。本文分析了拓扑优化方法的研究现状,针对拓扑优化的重要方法之一的双向渐进结构优化(BESO)法展开研究,通过对其进行改进提高优化的合理性,将改进后的BESO法拓展到多目标优化以及动态优化领域以提高其工程应用性。首先,本文介绍了各向正交惩罚材料变密度法(SIMP)和BESO法的基本理论,对两种方法在Michell型结构、MBB梁结构经典算例中的应用进行探讨,得到两种方法在应用中各自的优势与不足。其次,分析了 BESO法应用于一些优化问题求解失败的原因,针对传统BESO法灵敏度计算误差大、寻优能力欠佳等问题,将SIMP法插值思想与BESO法结合,提出一种BESO法的改进策略,通过缩小单元密度的进化步长来减小灵敏度误差,进化步长可由单元密度对结构性能的影响程度决定。随后采用节点灵敏度再分配方法对单元灵敏度进行过滤,以抑制数值不稳定现象、提高传统方法的寻优能力。通过相应算例验证了改进方法的合理性和有效性。再次,将改进后的BESO法理论拓展至多目标优化领域。根据带权重的折衷规划思想对多工况单元灵敏度进行处理,减轻载荷“病态”的影响;将柔顺度和频率灵敏归一化后进行加权合并,得到多目标单元灵敏度,并给出了相应的优化流程,通过两个算例证明了所提出方法的适用性。最后,在以上研究的基础上,利用改进BESO法迭代思想作为等效静态载荷法的内层循环迭代方法,解决结构的动态优化问题。将所提出的方法用于若干算例进行求解,并与原始等效静载荷法优化结果作对比,验证本文方法的有效性,同时还证明该方法具有优化效率高、优化结果动态性能佳的优点,提高了拓扑优化在工程中的应用性。(本文来源于《厦门大学》期刊2017-06-30）
胡美芳[9]（2017）在《渐进成熟公路网布局优化理论与方法研究》一文中研究指出公路网的合理布局能够提升公路网络的整体效能,更好的支撑与带动区域社会经济发展,尤其是在路网规模达到一定程度进入渐进成熟阶段之后,如何结合综合交通系统建设及一体化发展需求对公路网进行进一步优化和完善就显得尤为重要。论文在分析公路网发展的影响因素的基础上,构建公路网发展阶段判定指标体系及判定标准;总结了渐进成熟公路网的特性与布局要求;基于灰色关联度建立公路网发展规模组合预测模型,并结合公路网等级结构优化的实际需求,建立公路网等级结构多目标优化模型;综合考虑节点的发展特性,将空间相互作用模型与经济势理论结合建立节点综合优势度模型,并以此为依据划分节点层次,为路网布局优化奠定基础;综合考虑路网布局形态的合理性与路网布局优化数学模型的最优性,建立基于均势综合优势度与遗传算法的公路网布局组合优化模型,并利用空间连通圆检验路网布局形态,最终生成路网布局优化方案;以陕西省干线公路网布局优化为例验证了渐进成熟公路网布局优化理论与方法的合理性。节点综合优势度模型综合反映节点周边的多种运输方式等对节点发展的影响,无需确定权重即可计算,更加全面客观。文章所构建的路网布局组合优化模型兼顾了数学角度的最优化与路网布局形态的合理性,能切实起到优化路网布局的效果,满足渐进成熟公路网对路网布局的要求,从而更好的发挥路网的规模效益和整体效能。(本文来源于《长安大学》期刊2017-04-17）
朱吉吉[10]（2016）在《网架结构的渐进式拓扑优化方法研究》一文中研究指出渐进式结构优化通过逐步去除无效或低效的材料实现结构拓扑优化,是一种解决结构优化问题的数值方法。借助于该优化理论,文中提出一种网架结构拓扑优化的搜索方法并将其应用于结构设计。该方法首先结合拟建网架结构的外型尺寸创建初始模型,其次对初始模型划分有限元网格并进行渐进式优化拓扑分析,最后根据优化结果,结合常用的网架单元拓扑形式实现网架结构的杆件布置。分析结果表明,渐进式结构优化为网架拓扑分析提供了良好的解决方案,由优化结果得出的网架杆件受力更加均匀。相较于现有常用的网架结构形式,优化后的网架结构不仅用钢量有较大幅度下降,而且结构的鲁棒性以及极限承载力也表现突出。(本文来源于《低温建筑技术》期刊2016年08期）
渐进优化方法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着增材制造技术的兴起,拓扑优化成为结构优化的重要工具。它是在给定的载荷与边界条件下,寻求最优的孔洞数目及其分布形式,使得结构的性能达到最优,其应用范围涵盖航空、航天、船舶以及高铁等诸多领域。工程实际中存在着各种各样的不确定性,而这些不确定性只能尽量减小但无法避免。多种不确定性因素耦合在一起将会产生较大的偏差。本文将结构设计中的拓扑优化技术与不确定性分析相结合,采用边界光滑的双向渐进拓扑优化(Bi-directional Evolutionary Topology Optimization,BETO)方法,开展了连续体、周期性连续体、各向同性材料以及多层级结构的稳健拓扑优化方法研究。主要工作如下:首先,提出了一种基于正交分解(Orthogonal Decomposition)与均匀采样(Uniform Sampling)的不确定性分析方法(简称ODUS),克服了现有区间量化方法处理载荷不确定性时存在推导复杂、计算效率低、难以得到显式敏度信息等难题。采用正交分解技术,将载荷不确定性变量分离为若干个与有限元分析无关的系数,节约了量化不确定性过程中的计算成本;通过均匀采样技术,将原始的不确定性问题转化为广义的确定性问题,得到显式的敏度信息便于求解。此外,还进一步分析了载荷大小样本量与方向样本量对ODUS计算精度的影响。提出了一种包含结构响应极值的相对离散度指标,可用于直观地对比确定性设计结果与稳健性设计结果。通过典型算例,验证了所提方法的有效性与高效性。其次,提出了一种周期性连续体结构稳健拓扑优化方法,克服了周期性单胞拓扑构型易受载荷扰动影响的问题。在进行节点敏度过滤之前,对设计域的所有单元根据指定的周期数进行敏度平均,再将单元敏度转化为节点敏度,基于敏度一致的思想得到周期性设计,克服了单元节点数无法等距划分结构设计域的问题。采用ODUS方法,将载荷不确定性问题转化为确定性条件下的多工况问题,并按大小、方向与混合叁种不确定性情况,推导了周期性连续体结构稳健设计的敏度信息。通过二维与叁维算例,验证了所提方法的有效性与稳健性。接着,提出了一种各向同性材料微结构稳健拓扑优化方法。考虑到基材料的概率不确定性,将微结构极端性能期望与方差的加权作为目标函数。通过引入非侵入式的多项式混沌展开(Polynomial Chaos Expansion,PCE)法,对材料不确定性进行了高效量化,解决了材料属性与目标函数之间的关系无法显式表达的问题。采用能量均匀化法,评估材料微结构的宏观等效属性,得到了四种具有极端性能的各向同性材料微结构,验证了所提方法的有效性与优越性。随后,提出了一种多源混合不确定性条件下多层级结构稳健拓扑优化方法。对于其中“有界但未知”的载荷区间不确定性,采用ODUS方法进行量化;对于服从概率分布的材料不确定性,采用非侵入式的PCE方法进行求解。分别研究了单载不确定性、多载不确定性、材料不确定性、混合不确定性下周期性约束对多层级结构稳健设计的影响。将所提方法应用于叁维Michell结构,得到了性能优良的拓扑构型,并采用增材制造技术,将不同情形下的设计结果进行打印,验证了所提方法的有效性与实用性。最后,总结了全文的研究成果与创新之处,并展望了未来的研究工作。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
渐进优化方法论文参考文献
[1].郑晓明,文永蓬,尚慧琳,刘跃杰.考虑UIC强度准则的轨道车轮辐板渐进结构拓扑优化方法[J].交通运输工程学报.2019
[2].郑永锋.双向渐进稳健拓扑优化方法研究[D].华中科技大学.2019
[3].王聪,张长东,刘婷婷,廖文和.带有区域性惩罚因子的双向渐进结构优化方法[J].计算机辅助设计与图形学学报.2018
[4].王磊佳.加窗渐进结构优化方法及在双层交通混凝土箱梁应用研究[D].湖南科技大学.2018
[5].李中帅,闫占辉.渐进结构优化方法在联轴器优化设计中的应用[J].吉林大学学报(信息科学版).2018
[6].鄂学海.钢筋混凝土结构典型D区的渐进性结构拓扑优化方法研究[D].武汉轻工大学.2018
[7].黄莎莎,薛强,郝孝其.基于双向渐进结构优化方法的双螺杆榨油机榨笼优化设计[J].中国油脂.2018
[8].蓝萌.双向渐进结构拓扑优化方法的改进及动态优化研究[D].厦门大学.2017
[9].胡美芳.渐进成熟公路网布局优化理论与方法研究[D].长安大学.2017
[10].朱吉吉.网架结构的渐进式拓扑优化方法研究[J].低温建筑技术.2016
论文知识图
