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线性规划在结构优化设计中的一个应用及其稀疏算法

言一、前 在数学规划迎沦小,线性规刎彼研究得的V朴址为成熟,它在结构优化设计中应川也是最早,并是相当广泛的。按其处迎方汰大体可分三类:(1)结构优化设讣中某些问题本身就是一个线性规划,例如杆系结构的优化塑性汲限设计就是线性规划问题;(2)通过线性化的方法将非线性规划转化为线性规划;(3)线性规划被用作整个探索最优解的一个子部分,例如在可行方向方法巾为了确定最优探索方向便可以采J!1线性规划来计算’刃。贝外线性规划叮以跟其他方法纺合起来,有效地解决某些类型的结构优化设计问题。FIhj我们介绍把线性规划跟准则设计绍合起来的方j};。 二、平衡线性规划 我们米研兜只有应力约束的趴架、网架类结构的优化设计。所采)]】的方法是先对结构放弃位移协调的要求,媒立起一个只计平衡的优化设计间题0’。对析架、网架等结构物,这一问题可以化成标准的线性现划。求解这一线性规划得到的解用作我们准则设计的起点,然后进行砒则设计。通过对忻架所作的几个具体例子的...  (本文共10页) 阅读全文>>

《粮油加工与食品机械》1980年10期
粮油加工与食品机械

结构优化设计

五十年代末,由于电子计算机技术的迅速发展,大大促进了结构分析、结构强度研究(特别是有限元法)和结构优化技术的发展。优化设计方法已被广泛用来处理各工程领域中结构系统的设计问题,如国外已有多种可靠的结构优化设计计算程序。近年来,美、英、苏、西德等国都不l折报道农机结构优化设计的文章。 结构优化设计〔l〕对提高产品设计质量、减少材料消耗、降低成本、缩短设计周期和改进原有产品的设计,都具有明显的经济效果,愈来愈受到工程设计人员的重视。据苏刊报道,对nrn一6一35犁犁架结构优化设计与原结构力学方法设计分析对比,优化设计使犁架结构强度可提高1.4倍,而结构重量却大大降低,节约了金属材料的消耗川。 结构优化设计涉及的内容较广泛,方法也较多,本文仅就结构优化设计的基本思想和几种常见的方法作一简述。 结构优化设计问题的基本 思想和数学表达 优化设计的简单说法就是要求得一组设计变量,找到一个设计方案,按照所要解决的问题,建立合理的数学模型,使其在...  (本文共4页) 阅读全文>>

《大连工学院学报》1982年03期
大连工学院学报

我国结构优化设计现况

一、前 言 电子计算机的出现,使结构力学的研究方向发生了变化,也就是从面向手算到面向电子计算机;同时使结构力学的研究范围有了扩大,也就是从被动的结构分析扩大到主动的结构优化设计。这个深刻的变化发生在本世纪的六十年代初。当时,中国的结构力学工作者也敏锐地意识到了这个变化,并且在差分法、有限元法、极限分析和设计等方面进行了研究,并为工程服务。但是那时计算机的条件很差,所以研究工作的进展,不可能很顺利。接着,正如众所周知,我们损失了十年宝贵的光阴,直到1977年,我们才逐渐有比较好的条件重新展开工作。 这损失的十年,恰是国际上新兴的计算力学发展极为迅速的十年。有限元法在理论和应用两个方面已发展成为空前有力的结构分析方法。它几乎可以处理任何大型复杂的问题,包括线性或非线性、静力或动力的结构分析。同时,结构优化设计也从初期探索进入比较顺利的发展阶段,例如在截面尺寸优化问题上,本来分别沿着数学规划和优化准则两条道路各自发展的研究开始走到一起...  (本文共10页) 阅读全文>>

《水力发电》1984年04期
水力发电

结构优化设计讲座 第一讲 结构优化设计概论

一、结构优化设计的意义 近20年来在力学上有两项重大的突破:一是有限单元法,它解决了复杂结构的应力分析问题,二是结构优化设计,它提供了一种新的、科学的结构设计方法。 传统的结构设计方法是根据设计人员的经验,拟定几个方案进行比较。这种方法存在着三方面的缺陷:一是设计过程很繁琐,效率很低,二是所采用的方案是几个比较方案中的相对好的方案,并非最优方案;三是设计质盆决定于设计人员的经验和水平。 结构优化设计,是利用一套新的科学方法,通过电子计算机,自动找到满足给定设计条件的最优设计方案。 结构优化设计是一门新技术。它具有三个明显的优点:第一,与传统设计方法相比,优化设计可节约工程盆5~30%左右,在经济上可带来巨大效益,第二,上机一次即可给出最优设计方案,可大大加快设计速度,第三,优化设计的电算程序是通用的,可大面积地提高设计质量。 二、结构优化设计的概念 现在用一个简例来说明结构优化设计的基本概念。考虑图1一1所示的管柱,柱的底部固定...  (本文共4页) 阅读全文>>

《力学进展》1982年03期
力学进展

我国结构优化设计现况

一、前言 电子计算机的出现,使结构力学的研究方向发生了变化,也就是从面向手算到面向电子计算机;同时使结构力学的研究范围有了扩大,也就是从被动的结构分析扩大到主动的结构优化设计。这个深刻的变化发生在本世纪的60年代初。当时,中国的结构力学工作者也敏锐地意识到了这个变化,并且在差分法、有限元法、极限分析和设计等方面进行了研究,并为工程服务。但是那时计算机的条件很差,所以研究工作的进展,不可能很顺利。接着,正如众所周知,我们损失了10年宝贵的光阴,直到1977年,我们才逐渐有比较好的条件重新展开工作。 这损失的10年,恰是国际上新兴的计算力学发展极为迅速的10年。有限元法在理论和应用两个方面已发展成为空前有力的结构分析方法。它几乎可以处理任何大型复杂的问题,包括线性或非线性、静力或动力的结构分析。同时,结构优化设计也从初期探索进入比较顺利的发展阶段;例如在截面尺寸优化问题上,本来分别沿着数学规划和优化准则两条道路各自发展的研究开始走到...  (本文共9页) 阅读全文>>

《教育现代化》2017年51期
教育现代化

结构优化设计课程“教与学”模式改革初探

投稿邮箱:jyxdhzz@sina.com结构优化设计是20世纪60年代初发展起来的一门新学科,是将最优化原理和计算技术应用于设计领域,在结构设计过程中寻求“最优”方案,为工程结构设计提供一种重要的科学设计方法。结构优化设计是一门理论性和专业性均较强的课程,在当前高等教育发展面临的新形势下,面向力学及相关专业所开设的结构优化设计课程面临着巨大的挑战[1]。我国高等教育毛入学率已经达到37.5%,高等教育已从精英教育到大众化教育,大学的培养目标已经发生深刻的变化,当前阶段要求大学培养出来的学生要能适应社会需求,毕业后要能就业、能创新、能创业[2]。当前高等教育发展面临着新形势,要求大学教育为培养学生的这些能力打下良好基础,提高综合素质。《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》提出高等教育综合改革重点是创新人才培养机制、办出优势特色、推进大学生创新创业、提高教育质量。提高教育质量,改革僵化的教与学模式、改进陈旧的教学内容,最根...  (本文共2页) 阅读全文>>