改進蟻群算法及其在桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用.pdf

1、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是指在滿足相應(yīng)的約束條件下，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計變量使目標(biāo)函數(shù)取到最大或最小值，如使結(jié)構(gòu)的重量最輕、造價最低以及剛度最大等，并且所得結(jié)果還需滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。桁架結(jié)構(gòu)由于具有重量輕、剛度大、材料可重復(fù)利用以及抗震性能好等優(yōu)點，因此，其在實際工程中的應(yīng)用范圍也在慢慢增大，逐漸成為使用范圍最廣的結(jié)構(gòu)形式之一，因此，研究桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有很重要的現(xiàn)實意義。
　　由于當(dāng)今的建筑結(jié)構(gòu)形式變得越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法在求解

2、精度以及收斂速度等方面已經(jīng)不能滿足實際工程的需要，因此，近幾年來逐漸興起的計算智能優(yōu)化算法也開始在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中進行應(yīng)用并取得了較好的優(yōu)化效果。蟻群算法作為一種新興的啟發(fā)式優(yōu)化算法，具有搜索能力強、分布式并行性計算以及正反饋等優(yōu)點，因此，在其一經(jīng)提出后就在很多領(lǐng)域中獲得了應(yīng)用，但同時蟻群算法也存在一些不足，如收斂速度慢以及易陷入局部最優(yōu)解等。根據(jù)蟻群算法在實際優(yōu)化中所暴露出的這些問題，本文提出了一種改進的蟻群算法，并將其應(yīng)用于桁架結(jié)構(gòu)截面尺

3、寸的優(yōu)化中，取得了較好的優(yōu)化效果。
　　本文所提出的改進蟻群算法主要有以下兩方面的改進。首先，對搜索初期時路徑上的初始信息素的分布進行了改進，這樣可以提高蟻群算法的局部搜索能力，能夠使算法的搜索精度得到提升:其次，改進措施還包括對算法中較優(yōu)解的公共路徑進行利用，能夠提高算法的收斂速度減少算法所需的優(yōu)化時間，然后，將改進后的蟻群算法應(yīng)用于幾種典型桁架結(jié)構(gòu)的截面尺寸優(yōu)化中，其中為滿足實際工程的需要，截面面積以離散變量的形式取值。最后，