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《国防科学技术大学》 2001年
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基于频率可靠性约束的随机结构优化设计

张书俊  
【摘要】: 本文首先回顾了结构动力特性优化设计研究的历史,指出了传统结构优化设计的缺 陷,指出必须在概率基础上进行结构优化设计,即把结构参数的随机性考虑到目标函数 中或约束中,运用优化方法得到基于可靠性的结构设计参数的最优解。运用Monte-Carlo 方法模拟随机场,并与确定性结构优化结果相比较,进一步说明了动力优化中考虑结构 材料物理参数(弹性模量和密度)随机性的必要性,并考察了变差系数对优化结果的影 响。利用随机场的相关结构分解理论,推导出了在考虑结构材料物理参数为随机参数时 结构动力矩阵的一般表达式,进而求出随机结构特征值的数字特征,讨论了数字特征对 设计变量的导数的求解方法。并采用数学规划方法中的序列二次规划(SQP)法,对结 构动力特性进行了基于可靠性的优化,数值算例表明,该方法计算量小且能保持较高的 可靠度。阐述了计算机辅助工程分析(CAE)方法进行优化设计的基本流程,并应用 ANSYS参数化设计语言(APDL)设计出基于可靠性的结构动力特性优化子程序。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O342

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