[發(fā)明專利]一種在不確定性環(huán)境下的工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710057798.7
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106909718A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祁武超;王曉軍
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽航空航天大學(xué);北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

1.一種在不確定性環(huán)境下的工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1、將包含不確定性的工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題表示為：

$\left\{\begin{array}{cc}\underset{d\∈D}{\underset{h\∈\mathrm{\Ω}}{\min }}& f(h,d)\\ subjectto& r_j(h,d)\≤b_j;j=1,...,J,\\ & s_k\left(d\right)\≤c_k;k=1,...,K,\\ & d_l^{-}\≤d_l\≤d_l^{+};l=1,...,L.\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中，f(h，d)表示目標(biāo)函數(shù)，h為系統(tǒng)不確定性量形成的不確定性向量，d為設(shè)計變量形成的向量，Ω和D分別為不確定性量形成的空間和設(shè)計變量空間，r_j表示第j個包含不確定性的約束，b_j為約束r_j的容許值，根據(jù)對不確定性的不同描述將具有不同的形式，s_k表示第k個確定性約束，c_k為常量，和分別為第l個設(shè)計變量的下界值和上界值，J為可靠性約束的總個數(shù)，K為確定性約束的總個數(shù)，L為設(shè)計變量的總個數(shù)；

根據(jù)已有樣本數(shù)據(jù)的多寡，將工程結(jié)構(gòu)本身及其使用環(huán)境中的不確定性信息描述為隨機變量、區(qū)間變量或其組合形式；

步驟2、根據(jù)不確定性量的類型，建立相應(yīng)的優(yōu)化模型；

當(dāng)不確定性量為隨機變量時，建立基于概率可靠性的優(yōu)化模型，目標(biāo)函數(shù)為重量或結(jié)構(gòu)響應(yīng)的期望值，使用概率可能度水平定義約束條件；

當(dāng)不確定性量為區(qū)間變量時，建立相應(yīng)的基于非概率可靠性區(qū)間優(yōu)化模型，取重量或結(jié)構(gòu)響應(yīng)中值為目標(biāo)函數(shù)，使用區(qū)間能度水平定義相應(yīng)約束條件；

當(dāng)不確定性量為隨機參數(shù)和區(qū)間參數(shù)共存的組合形式時，建立混合可靠性模型，目標(biāo)函數(shù)使用概率期望值和區(qū)間中值共同表示，而對約束條件定義隨機-區(qū)間混合可靠性指標(biāo)；

步驟3、基于配點型隨機/區(qū)間傳播分析方法計算步驟2中的概率可能度水平、區(qū)間能度水平和混合可靠性指標(biāo)；

步驟4、根據(jù)實際問題選用不同的優(yōu)化求解器實現(xiàn)外層優(yōu)化算法，得到目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值及最優(yōu)設(shè)計點。