結(jié)構(gòu)系統(tǒng)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計的新方法研究及應(yīng)用.pdf

1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計的核心就是尋找最佳設(shè)計方案以確保約束條件和輸出性能在外部不確定性影響下均具有足夠的穩(wěn)健性，以輸出性能均值和標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)和作為目標(biāo)函數(shù)，在滿足約束條件情況下，尋求最佳優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。該項先進技術(shù)在設(shè)計階段就考慮實際工程中廣泛存在的不確定性因素，并最大程度地降低這些因素對工程結(jié)構(gòu)性能的影響，從而提升結(jié)構(gòu)性能。因此在機械設(shè)計、航空航天、土木工程、振動控制和加工制造等諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計依賴于設(shè)

2、計者對權(quán)值的選擇，不同的權(quán)重可以導(dǎo)致截然不同的設(shè)計方案，限制了該技術(shù)的工程推廣應(yīng)用。針對這一問題，本論文提出不依賴于權(quán)重選擇的新穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計模型，并采用全新的高效求解方法以兼顧高計算精度和高求解速度，并最終實現(xiàn)所提方法在印刷電路板穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用。具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）以標(biāo)準(zhǔn)差作為輸出性能穩(wěn)健性度量指標(biāo)。本論文提出以性能均值和性能標(biāo)準(zhǔn)差乘積為目標(biāo)函數(shù)，以約束可靠度大于設(shè)計可靠度為約束條件的新型穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計模型。并引入稀

3、疏網(wǎng)格法這種高效、高精度的方法來實現(xiàn)對該問題的快速求解。數(shù)值算例和工程算例驗證所提方法的可行性及高效性。
　?。?）以信息熵作為輸出性能穩(wěn)健性度量指標(biāo)。本論文提出以性能均值和性能熵乘積為目標(biāo)函數(shù)，以約束可靠度大于設(shè)計可靠度為約束條件的新型穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計模型。以核密度估計法確定輸出性能的信息熵，并結(jié)合線性擬合技術(shù)確定性能熵與設(shè)計變量之間的近似直接函數(shù)關(guān)系式，引入稀疏網(wǎng)格法實現(xiàn)對該問題的快速求解。工程算例驗證了所提方法的可行性及高效性。