一种基于独立基结构的拓扑和尺寸耦合优化方法

摘要

本发明涉及一种基于独立基结构的拓扑和尺寸耦合优化方法，该方法包括建立初始杆件结构的有限元模型、建立初始杆件结构的拓扑基结构、建立初始杆件结构的尺寸基结构、获取初始杆件结构的拓扑矩阵染色体和尺寸矩阵染色体、随机产生初始种群、识别所有新个体中被删除的杆件单元、识别新个体中杆件单元的属性编号、结构分析、适应值评估、判断是否终止、竞争选择和交叉和变异。本发明方法能够高效、稳定、灵活地对复杂结构的拓扑和尺寸耦合进行优化。

主权项

一种基于独立基结构的拓扑和尺寸耦合优化方法，它包括以下步骤：1）对初始杆件结构中的所有杆件单元、节点和每一杆件单元进行对应的属性进行属性编号，并对被删除的杆件单元赋予一第二属性编号；2）选择初始杆件结构中可删除的杆件单元作为拓扑基结构；3）选择初始杆结构中可改变尺寸的杆件单元作为尺寸基结构；4）采用编码方法分别对拓扑基结构和尺寸基结构进行编码，使拓扑基结构和尺寸基结构成为拓扑矩阵染色体和尺寸矩阵染色体；5）分别随机产生包含N个拓扑矩阵染色体和尺寸矩阵染色体的初始种群，其中N为初始种群大小；6）识别当代种群中所有新个体中被删除的杆件单元；将初始杆件结构的拓扑矩阵染色体与新个体的拓扑矩阵染色体相减，得到杆件单元删除标识矩阵染色体，识别出元素为1的杆件单元，元素为1的杆件单元为被删除的杆件单元；7）识别新个体中杆件单元的属性编号；8）通过结构分析获得当代种群中所有新个体的结构响应值R_i，i=1,…,m；9）根据结构响应值获得新个体的适应值fit；10）判断是否终止，即若迭代次数达到允许的最大迭代次数则终止，否则继续步骤11）；11）根据适应值从当前种群中选择新个体进入交配池；12）进入交配池的新个体的拓扑矩阵染色体和尺寸矩阵染色体分别进行交叉变异，得到新的种群，转至所述步骤6）。