改進(jìn)ACO及其在基于可靠性的桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性現(xiàn)已引起了人們的廣泛關(guān)注。桁架結(jié)構(gòu)是工程結(jié)構(gòu)中一種最常用的結(jié)構(gòu),其優(yōu)化設(shè)計(jì)是通過設(shè)計(jì)桿件的合理橫截面積,使結(jié)構(gòu)在滿足多種約束的條件下,既能安全的承受給定荷載,又能最大限度地減輕重量。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程存在的不確定性影響用安全系數(shù)來表示,基于安全系數(shù)的半經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法并不能較好地反映結(jié)構(gòu)的可靠性程度。因此,進(jìn)行基于可靠性的桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文根據(jù)工

2、程結(jié)構(gòu)可靠度理論,在分析桁架結(jié)構(gòu)可靠性的基礎(chǔ)上進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)在可靠性約束下的重量最小化優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。鑒于常規(guī)算法的局限性,本文提出了基于混沌理論的蟻群算法并將其應(yīng)用于桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化之中。為了克服蟻群算法的缺陷,將混沌優(yōu)化方法與蟻群算法相結(jié)合,在蟻群算法局部信息素更新過程中引入混沌干擾因子,并對(duì)主要控制參數(shù)進(jìn)行混沌優(yōu)化選擇。算法仿真表明改進(jìn)后的蟻群算法全局尋優(yōu)能力大為增強(qiáng)。而后,該算法被引入桁架結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)之中。針對(duì)桁架結(jié)構(gòu)離散變量?jī)?yōu)化

3、問題,將約束條件進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,根據(jù)實(shí)際問題設(shè)計(jì)算法的收斂準(zhǔn)則,通過仿真結(jié)果分析證明本文改進(jìn)蟻群算法的求解效果優(yōu)于單純只用可靠性約束進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的結(jié)果;對(duì)于桁架結(jié)構(gòu)連續(xù)變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)問題,對(duì)設(shè)計(jì)變量的定義域進(jìn)行了離散化的處理,以適合蟻群算法的應(yīng)用。根據(jù)具體問題設(shè)計(jì)算法收斂準(zhǔn)則,通過仿真結(jié)果的分析與對(duì)比,證明本文改進(jìn)蟻群算法在解決桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題中較其他算法在尋找全局最優(yōu)解的準(zhǔn)確性方面也有了進(jìn)一步的提高。通過離散變量和連續(xù)變量的優(yōu)化設(shè)計(jì)的工程