基于重分析技术的结构稳健优化研究

发布时间：2020-10-24 19:09

　　 结构分析和设计中普遍存在着各种不确定性信息,这些不确定信息会导致结构性能指标产生波动,甚至导致结构功能失效。因此必须在设计阶段对这些不确定信息予以定量考虑,降低其对不确定信息的敏感程度。稳健设计方法是处理不确定信息的重要方法之一,已在电子、机械等诸多领域得到重视和应用。本文着重研究了结构稳健优化的工程实用化问题,并将其应用于天线结构优化之中,主要工作如下: 1.针对结构稳健优化设计中有限元分析次数过多的问题,提出了将近似重分析技术引入到稳健性分析中的研究思路。 2.比较了二项级数近似和组合近似两种近似重分析方法的优劣;在稳健性分析的Gauss积分法基础上引入二项级数近似,给出了基于二项级数近似的积分格式,并通过算例比较了该方法的计算精度和计算效率。 3.对结构稳健性的灵敏度分析方法进行了研究。在二项级数近似的基础上,分别推导了位移均值和方差对设计变量均值的灵敏度算式,所提方法在计算灵敏度时不再需要进行结构重分析。为了避免存储大矩阵,对灵敏度计算进行了简化,进一步提高了灵敏度分析的计算效率。 4.建立了天线结构尺寸容差设计的稳健优化模型,以某8m天线背架结构为例,对其杆截面积的容差进行了优化设计。计算结果表明,所建立的容差设计稳健优化模型可有效减小反射面精度的方差,提高天线反射面精度的稳健性。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH122
【部分图文】：

法不完全一致的新方法。目前，在不少工业国家已把稳健设计推荐为提高和改善产品质量的一种有效的工程方法。图1.1所示为面向产品质量稳健设计的图解关系，稳健设计首先要使质量指标的实际值尽可能达到目标值，其次还要使它的随机“钟形”分布变得“瘦小”些，以保证一批产品的实际质量指标的波动限制在规定的容差内。所以，稳健设计要求达到两个目的：1) 使产品质量特性的均值尽可能达到目标值，即

数的微小变动仍能保证质量特性指标限定在此规定的容差之内。也就是说，稳健优化要求优化结果的目标值与约束条件的满足均需具有稳健性，传统确定性优化设计和稳健优化设计的区别如图2.1[27]。1.目标函数的稳健性一般在复杂系统设计中，目标函数与可控/不可控变量之间呈非线性关系，可表示为：1 2, 1 2( ) ( , , , , )n kY = y =f x x x p p pX, PL L(2-2)因可控变量变差 x和不可控变量变差 p值很小，且变量随 x和 p 连续变化，因此可将非线性函数y ( X, P)用线性化方法计算，也就是说，把非线性函数在可控变量和不可控变量的均值μx和μp的微小邻域内展开成泰勒级数，并取一阶项作为一次近似，而略去高阶项误差。所以，式(2-2)变为：1 1( )n ki ii ii iy yY y x px pμ μ= = = + + ∑ ∑x p

十杆桁架结构
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本文编号：2854867