国家自然科学基金(51008248)
- 作品数：6 被引量：44H指数：4
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- 双材料结构非概率可靠性拓扑优化设计被引量：4
- 2011年
- 利用凸模型描述和非概率可靠性的量化定义,研究存在材料属性、几何及荷载不确定性的双材料结构拓扑优化问题。基于扩展的相对密度惩罚方法,建立优化模型为给定材料体积约束下,同时满足可靠性要求的连续型极小极大优化问题,以寻找两种不同实心材料的最优联合材料分布布局。采用序列近似规划策略,结合不确定参数直接迭代公式和移动渐近线方法来求解该极小极大优化问题。该方法可把原问题转化为一系列近似的确定性优化问题,从而极大减少了计算量。数值研究表明,存在的不确定性可能对双材料结构的最优联合布局产生较大影响,优化模型和数值算法为双材料结构拓扑设计提供了一个有效途径。
- 罗阳军王彦飞岳珠峰
- 关键词：拓扑优化非概率
- 基于凸模型的结构非概率可靠性指标及其求解方法研究被引量：11
- 2011年
- 当不确定性信息量不足以精确确定概率模型时,基于凸模型的非概率可靠性理论为工程结构安全性提供一种有效的评估方法.论文基于材料、几何及荷载大小等不确定性因素扰动界限的多椭球模型描述,运用标准化变换和标准空间广义无穷范数度量,给出定义非概率可靠性指标的极小极大优化数学模型.该非概率可靠性指标可理解为结构所能容许的参数不确定范围与实际不确定范围的相对"长度"比值.通过对极限状态方程的线性化近似,推导优化问题的显式迭代公式,实现非概率可靠性指标的简便求解.数值算例验证了论文迭代算法的正确性和有效性.
- 罗阳军亢战Alex Li
- 关键词：非概率可靠性指标迭代算法
- 钢筋混凝土结构的应力拓扑优化方法研究被引量：7
- 2013年
- 基于预测混凝土失效行为的Drucker-Prager(D-P)屈服准则,研究了进行钢筋混凝土结构配筋设计的应力拓扑优化方法。结合扩展的双材料密度惩罚模型,优化问题构造为以单元人工密度为设计变量、混凝土材料Drucker-Prager屈服函数为约束条件的钢筋用量最小化问题。为合理定义混凝土应力并防止应力奇异解现象,采用局部应力插值模型和-松弛方法对混凝土应力约束条件进行处理。推导约束函数的伴随法灵敏度计算公式,运用基于梯度的连续性优化算法求解优化问题。数值算例验证了所提优化模型的正确性及数值算法的有效性,并通过与传统最小柔顺性拓扑优化结果的比较,说明了该文方法能够充分利用混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力,设计结果更为实用。
- 罗阳军吴霄翔邓子辰
- 关键词：钢筋混凝土屈服准则配筋设计拓扑优化应力
- 考虑非概率可靠性的结构柔顺度拓扑优化设计被引量：6
- 2011年
- 实际工程中广泛存在的不确定性可能对结构拓扑设计产生重要影响。基于不确定性的多椭球凸模型描述及非概率可靠性指标的定义,建立了材料体积约束和不确定参数范围约束下、结构柔顺度极小极大化为目标的非概率可靠性拓扑优化数学模型。结合移动渐进线方法,基于单循环策略实现该连续Minimax优化问题的求解。经典算例尺寸优化设计结果说明了进行非概率可靠性拓扑优化设计的实际意义,即相对于确定性优化而言,在相同的可靠性要求下,非概率可靠性拓扑优化能够达到更为经济有效的设计要求。数值算例验证了本文优化模型及数值算法。
- 罗阳军亢战蔡坤
- 关键词：非概率可靠性拓扑优化MINIMAX问题
- 多工况下结构鲁棒性拓扑优化设计被引量：14
- 2011年
- 针对工程中存在多个随机不确定工况载荷作用的情况,将鲁棒性设计思想引入到连续体结构拓扑优化设计,发展和完善不确定性优化理论和计算方法.基于概率模型和SIMP方法,提出以结构柔顺度标准差最小化为目标、具有体积约束的连续体鲁棒性拓扑优化数学模型.通过对目标函数及其灵敏度计算公式的推导,采用数学规划法实现优化问题的求解.数值算例验证了所提优化模型的正确性及算法的有效性,并通过与确定性优化结果的比较,证明鲁棒性拓扑优化能够给出结构柔顺性变异更小的材料分布.
- 罗阳军亢战邓子辰
- 关键词：鲁棒性拓扑优化多工况标准差
- 基于D-P准则的压力相关材料结构拓扑优化被引量：4
- 2011年
- 基于描述材料力学行为的Drucker-Prager(D-P)屈服准则,研究了压力相关材料连续体结构拓扑优化设计问题的数学模型和数值算法.以单元材料人工密度为设计变量,结合SIMP惩罚模型和多孔微结构局部应力插值模型,建立了以材料体积最小化为目标、考虑材料D-P屈服条件约束的优化问题数学模型.利用ε-松弛方法消除奇异解现象,采用伴随法有效推导约束函数灵敏度计算公式,运用基于梯度的连续变量优化算法迭代求解优化问题.数值算例验证了优化模型的正确性及数值算法的有效性,并通过与von Mises应力约束优化结果的比较,说明了材料的压力相关特性会对结构最优拓扑产生重要影响.该方法设计出的最优拓扑由于充分利用了压力相关材料的抗压能力,因而更为合理和实际.
- 罗阳军
- 关键词：拓扑优化
