不确定结构的区间可靠性优化设计

发布时间：2024-05-21 20:15

　　对不确定结构的区间可靠性进行了研究,建立了基于区间可靠性的优化设计模型.采用结合嵌套遗传算法和径向基函数神经网络的模型,进行区间的直接优化,解决了基于区间可靠性的优化设计求解问题,避免了间接模型的复杂转换过程.充分考虑了实际工程中设计向量存在扰动的情况,提出了该情况下目标函数波动的约束,使目标函数和约束函数在扰动下依然满足可靠性要求.通过数值算例验证了模型的有效性和优越性.将所提出的模型用于具有区间不确定参数的行车平板优化,结果表明了所提方法的可行性和工程有效性.

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【部分图文】：

图1区间可靠性设计模型的求解流程图

结合嵌套的遗传算法和RBF神经网络，提出基于区间的机械结构可靠性设计模型的直接求解方法．在遗传算法内层，利用构建的RBF神经网络预测每个设计向量相对应的约束函数和目标函数的左右界．在遗传算法外层，根据设计向量的优劣排序规则进行排序，求出最优设计向量．基于区间的机械结构可靠性设计模....

图2悬臂梁结构图

悬臂梁结构如图2所示[14]，在悬臂梁上分别作用2个集中载荷F1和F2.目标函数是将悬臂梁造价最低问题转化为体积最小问题，悬臂梁的强度和刚度作为约束函数，则悬臂梁的优化模型为

图3目标函数随迭代次数的变化情况

嵌套遗传算法的运行参数如表1所示．所有的可靠性要求设为1，对该优化问题进行求解，目标函数随迭代次数的变化情况如图3所示．曲线表示不考虑设计向量存在扰动时，目标函数的变化情况．另外两条曲线表示设计向量存在扰动时，在扰动范围内目标函数的最大值和最小值．将求解的设计向量与原设计向量进行....

图4神经网络迭代过程

可靠性要求设为1，目标函数随迭代次数的变化情况如图6所示．将求解的设计向量与采用鲁棒性优化方法求出的设计向量进行对比，对比情况如表4所示．由表4可知，基于区间可靠性设计模型直接求解方法满足工程设计要求，优化结果更好，目标函数更小．设计向量存在扰动时，使设计向量满足约束条件及符合可....

本文编号：3979871