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《重庆大学》 2003年
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遗传算法在建筑结构优化设计中的应用研究

董列奎  
【摘要】: 遗传算法是近年来在计算机科学领域和优化领域中受到广泛关注的一种拟生物进化理论的仿生学算法。在广泛阅读文献和调研的基础上,本文对遗传算法及其在结构优化设计应用中的相关内容进行了分析和综合,对结构优化设计的基本概念、主要特点进行了介绍,对遗传算法应用于结构优化设计时的数学建模、约束条件处理、初始种群的产生及其遗传算法控制参数的选择几个关键因素作了概要的分析与研究。 本文针对结构优化设计的特点,结合有限元结构分析原理,编制了基于简单遗传算法的结构优化设计程序,用于解决离散变量的框架结构优化设计。经过实例验证,该程序用于结构优化设计是可行的和高效的。 由于简单遗传算法仅擅长全局搜索,而局部搜索能力不足,要达到真正的最优解则要花费相当长的时间。针对简单遗传算法的缺点,本论文提出了对简单遗传算法进行改进—自适应遗传算法,并且编制了基于自适应遗传算法的结构优化程序,算例分析表明得出自适应遗传算法确实提高了遗传算法在应用于结构优化设计方面收敛性和计算速度。 在应用遗传算法时,初始种群的产生一般是随机的,它往往需要的编码长度很大,导致需要很大的种群规模或者很长的进化过程才能有较好的优化效果,这将耗费大量的计算时间和费用。如何确定恰当的种群规模是一个直接影响遗传算法效率的问题。由于没有这方面相关的文献资料,本文还针对群体规模对基本遗传算法的优化计算影响的问题结合三个算例进行了尝试性的对比计算,确定了较佳的群体规模。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TU318

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 郑重阳;彭辉;闫秦龙;刘帅;;改进的遗传算法在渡槽结构优化设计中的应用[J];长江科学院院报;2012年07期
2 刘宗发;王彦生;徐红玉;杨俊森;;基于自适应遗传算法的单层球面网壳优化分析[J];河南科技大学学报(自然科学版);2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 段志东;基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究[D];兰州大学;2010年
2 李瑞川;序列线性规划移动限搜索策略及结合输入整形的PD控制研究[D];吉林大学;2011年
3 曲晓宁;预应力空间钢结构索张拉控制算法及试验研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 王超;六种典型带肋局部双层球面网壳的参数化建模及形状优化设计[D];山东建筑大学;2012年
2 钱声源;偏心铰弧形闸门静动力分析与结构优化研究[D];河海大学;2006年
3 李福强;基于ANSYS平台的遗传算法在结构优化设计中的应用[D];西安建筑科技大学;2008年
4 林本芳;基于参数化建模柱面网壳结构拓扑优化设计[D];山东建筑大学;2010年
5 沈永强;基于离散变量的大跨度网架结构力学分析与优化设计[D];合肥工业大学;2010年
6 白莹莹;五种典型双层柱面网壳参数化建模及形状优化设计[D];山东建筑大学;2013年
7 吴静;四种典型施威德勒型球面网壳参数化建模及形状优化设计[D];山东建筑大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 易伟建,刘霞;基于遗传算法的结构损伤诊断研究[J];工程力学;2001年02期
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9 汪树玉,刘国华,包志仁;结构优化设计的现状与进展[J];基建优化;1999年04期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 李刚;陆海燕;;基于遗传算法的RC结构优化设计[J];四川建筑科学研究;2010年02期
5 赵国宝;朱杰江;杨骁;;基于改进序列线性规划法的空间桁架结构优化设计[J];四川建筑科学研究;2012年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
3 孙燕;孙峥;黄鹍;;基于模拟退火机制的隔离小生境混合遗传算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 孙燕;孙峥;;利用正交遗传算法优化交通检测点分布[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 郭玉堂;刘路路;;基于佳点集遗传算法的边缘检测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 刘向;邹逢兴;张湘平;高政;;面向节能的混合流水车间调度方法的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 汪民乐;高晓光;;GA早熟问题的定量分析及其预防策略[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
8 施志深;李卓球;;一个非标准的遗传算法在高耸结构动力逆设计中的应用[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
9 黄维平;刘娟;;基于遗传算法的海洋平台损伤诊断研究[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
10 李刚;陆海燕;;基于遗传算法与准则法混合算法的钢筋混凝土结构优化设计[A];2009年度海峡两岸工程力学研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周芳;蒸汽发生器检修机械手路径规划及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 冯麟涵;舰船系统抗冲击性能全局优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
4 段志东;基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究[D];兰州大学;2010年
5 韩艳玲;可能性构造空间理论与计算机作曲思维模型研究[D];华中科技大学;2010年
6 彭北青;第三方物流配送车辆路径问题模型及算法研究[D];华中科技大学;2009年
7 黄林峰;多目标进化算法研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 刘飞;四足机器人步态规划与平衡控制研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 郑罡;频域有限差分方法的改进研究[D];电子科技大学;2010年
10 车勇;轮胎噪声的预测方法与试验研究及优化设计[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李伟;基于ANSYS平台的拓扑优化方法研究及其在离心机吊篮结构设计中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
3 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
6 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
7 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
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9 闫利利;起重机箱形梁的拓扑优化研究[D];郑州大学;2010年
10 马宗梅;遗传算法在考试系统组卷中的应用与研究[D];郑州大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陆赐麟;国外予应力钢结构发展的概况[J];北京工业大学学报;1980年04期
2 李亦文;徐涛;徐天爽;李强;郝亮;;车身低速碰撞吸能结构的优化设计[J];北京理工大学学报;2010年10期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许世刚;计算智能及其在水利水电工程中的应用[D];河海大学;2001年
2 周激流;遗传算法理论及其在水问题中应用的研究[D];四川大学;2000年
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6 陈建兴;张弦梁结构张拉过程结构性能和伺服施工过程理论[D];同济大学;2006年
7 吴生富;150MN锻造液压机本体组合结构研究[D];燕山大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王兰;液压缸计算机辅助设计系统研究[D];燕山大学;2001年
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4 任维杰;多次预应力钢结构优化设计[D];北京工业大学;2002年
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10 张蕊;导墙流激振动研究及结构优化[D];天津大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 王飞;罗永峰;郭小农;;基于温度补偿的索张力补张拉修正算法[J];东南大学学报(自然科学版);2012年01期
2 郑君华;周观根;罗尧治;曲晓宁;;张弦桁架结构的索力张拉调整及试验[J];空间结构;2011年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 林振杨;钢—混凝土组合空腹板结构受力性能和设计方法研究[D];北京交通大学;2011年
2 杜保平;基于ANSYS的遗传算法在框架结构优化中的应用[D];西安建筑科技大学;2011年
3 李忠焕;船体板材成型液压机的可靠性设计研究[D];天津大学;2012年
4 薛文飞;基于遗传算法的开合屋盖被动碰撞阻尼器优化布置研究[D];天津大学;2010年
5 张乐弓;ANSYS在网架(壳)与支承结构整体分析中的二次开发[D];新疆大学;2012年
6 李海龙;双向张弦梁结构静力稳定性能和施工方案研究[D];西安建筑科技大学;2012年
7 洪彩玲;大跨度预应力空间钢结构施工过程分析与索力优化研究[D];郑州大学;2013年
8 王吉;灰色粒子群算法在结构损伤识别中的应用[D];重庆交通大学;2013年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 蔡超豪,王奇;电网优化规划的新算法──遗传算法[J];电力建设;1997年03期
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7 周双喜,杨彬;实现无功优化的新算法──遗传算法[J];电力系统自动化;1995年11期
8 苏小林,阎晓霞;基于遗传算法的 PID 参数优化技术[J];电力系统及其自动化学报;1997年02期
9 郭鹏飞,韩英仕,魏英姿;离散变量结构优化的拟满应力设计方法[J];工程力学;2000年01期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨乐;尹越;刘兴业;储乃东;;门式刚架的塑性优化设计方法研究[J];沈阳理工大学学报;2007年06期
2 陈秉智;段书华;谢基龙;兆文忠;;基于遗传算法的列车端部桁架优化设计[J];大连交通大学学报;2009年05期
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1 刘东岳;肖志鹏;万志强;杨超;;基于气动弹性优化方法的机翼初步刚度设计[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
2 郭鹏飞;韩英仕;朱朝艳;;离散变量结构优化的Fibonacci遗传算法[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
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4 岳敏楠;柳建华;;基于遗传算法的车辆用空调换热器的优化[A];中国制冷学会2007学术年会论文集[C];2007年
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7 申元霞;张翠芳;;GA-BP算法在系统辨识中的应用[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
8 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者  杨柳岗;甘肃市场主体结构优化[N];中国工商报;2006年
2 沈崴静 侯力明;江苏加快外经贸结构优化[N];江苏经济报;2007年
3 记者 董文胜 通讯员 央央;我市金融系统支持全市经济平稳较快发展[N];新乡日报;2009年
4 本报记者 刘伟;结构优化产业兴[N];咸阳日报;2009年
5 本报记者 李雅萍;结构优化缔造持久动力[N];吕梁日报;2010年
6 王国明;增长较快 结构优化 效益提高 民生改善[N];中国工商报;2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
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3 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
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5 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年
6 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
7 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年
8 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年
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10 田方;遗传算法的改进研究及其在压缩机性能分析与优化中的应用[D];东北大学;2006年
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1 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
2 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
3 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
4 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
5 宋品;基于改进遗传算法的波束形成技术研究及其应用[D];西安电子科技大学;2010年
6 梁云静;基于遗传算法的主题爬虫搜索策略研究[D];湖北工业大学;2010年
7 高建兵;基于遗传算法的模糊推理控制系统的参数优化研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
8 李振业;多向变异遗传算法及其优化神经网络的研究[D];华南理工大学;2011年
9 栾丽霞;遗传算法在潍坊商校排课系统的研究与应用[D];电子科技大学;2011年
10 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
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