基于ESO算法的多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化及其應(yīng)用研究.pdf

1、由于有限元法（FEM）及數(shù)值計算理論得到了迅猛發(fā)展，近年來結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計領(lǐng)域出現(xiàn)了新的研究熱點-拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)。現(xiàn)階段，結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的探究大部分集中在單目標(biāo)優(yōu)化問題上，然而涉及到多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的情況則分析得相對較少?？紤]到多目標(biāo)優(yōu)化問題廣泛存在于實際結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化領(lǐng)域中，本文以漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法（ESO算法）為基礎(chǔ)，以ANSYS為開發(fā)平臺，對多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化算法以及其在深孔機床關(guān)鍵基礎(chǔ)件（床身）上的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究。具體可歸納為以下幾點：

2、>　　(1)以ANSYS為開發(fā)平臺，實現(xiàn)了基于單元應(yīng)變能密度水平以及單元頻率靈敏度水平的ESO算法；基于不同的設(shè)計目標(biāo)，分別推導(dǎo)了三種不同的性能指標(biāo)參數(shù)公式，用來準(zhǔn)確地評價拓?fù)湓O(shè)計的質(zhì)量和效率；基于濾波函數(shù)原理，采用一種新的二階棋盤格處理技術(shù)對單元靈敏度進(jìn)行過濾分析，研究表明，該方法可以有效地改善優(yōu)化的結(jié)果。
　　(2)將漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法和帶權(quán)重的折衷規(guī)劃法結(jié)合起來，提出了一種解決多工況問題的新方法，減輕了載荷“病態(tài)”的影響；對多目

3、標(biāo)情況進(jìn)行了研究，采用剛度以及頻率靈敏度歸一化后再加權(quán)的解決方式獲得了等效的多目標(biāo)單元靈敏度，提出了一種解決多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化方法，為同時實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)性能的優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)；利用一些經(jīng)典實例證明了上述兩種算法的有效性。
　　(3)采用ANSYS參數(shù)化程序設(shè)計語言APDL開發(fā)了基于ESO的多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化算法的拓?fù)鋬?yōu)化程序，同時采用界面二次開發(fā)語言UIDL編制了上述多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化程序的菜單界面，拓寬了ANSYS的拓?fù)鋬?yōu)化程序模塊的應(yīng)用