一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法

为了研究位移和应力约束以及重量最小的结构拓扑优化问题,基于ICM（独立、连续、映射）方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法．在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,为了控制拓扑设计变量的变化量,依据结构位移、应力量和其约束限,形成和引进了新的位移和应力约束限．研究了位移线性近似式和应力约束转换表达式,建立了单元删除阚值和几轮迭代循环的单元删除策略．为了确保优化迭代中结构非奇异和方法具有增添单元的功能,在结构孔洞和边界周围引入了一层人工材料单元,并建立了一套有效结构信息到结构最大设计域信息的映射转换方法．结合拉格朗日乘子法,改进了子循环迭代中连续拓扑变量的求解方法,形成了一种新的连续体结构的拓扑优化方法．给出的算例验证了该方法的正确性和有效性．     

框架－剪力墙结构房屋的抗震优化设计

通过对钢筋混凝土框架－剪力墙结构的受力特性分析，提出用齿行法对框架－剪力墙结构进行抗震优化设计．该法是将影响结构位移和应力的主要因素区分开来，用位移约束“射线步”和应力约束“调整步”交替使用，使解答迅速逼近最优解．该优化方法使问题得到简化和加快了收敛速度．     

协同开发过程任务粒度设计的度量模型

以设计过程中具有活动约束的任务为研究对象，引用软件工程模块化设计的内聚概念，建立了基于活动约束的任务设计内聚度量模型．通过对内聚系数的公式化计算和启发式规则比较，为任务粒度的设计提供了一种新的定性分析方法．提出了用活动单元关联矩阵图来计算约束结构中控制元数目的方法，提高了内聚系数计算的快速性和准确性．最后，给出了模型分析的评估准则，并结合实例计算结果，说明该模型对协同开发过程建模的任务粒度设计是有效的．     

基于一种新的应力准则的渐进结构优化方法

根据工程优化设计中最关注的材料利用率和最大应力最小化问题，引入且导出了应力评估参数，并基于此参数和单元的应力水平，提出了一种新的应力准则．该方法能有效缓解在删除无效材料时可能导致的应力集中．用两种不同方法对悬臂梁进行了优化设计，实例说明这一方法比传统的基于应力的渐进结构优化方法更为有效．     

应力比方法和圣文南原理

满应力准则是目前广泛应用、适用于寻求只受到应力约束的杆系结构最小重量设计的感性准则,一般采用应力比法求满应力设计。以具有n杆的平面桁架为例,设在k次迭代已求得断面积分布　　　　　　　　　　　　　　　　,利用结构分析求得各杆应　　　如果约定各杆许用应力均为　　　,则应力比法建议改进的第k+1次设计可按下面两式求出:βi称为应力比。当结构受到应力、位移等多种约束时,应力比法可成功地用于处理应力约束。 应力比法公式(1)常解释为将结构内力假定为暂时不变,下面指出,该式也可用圣文南原理和倒数设计变量导出。以平面桁架为例,i…     

线性规划在结构优化设计中的一个应用及其稀疏算法

本文把线性规划和准则设计方法结合起来，以解决只有应力约束和最小截面约束的结构优化设计。文中还结合结构优化设计中线性规划的矩阵稀疏性，提供了一个比较有效的算法。     

一种基于能量准则的结构遗传设计方法

提出一种基于能量准则的结构遗传设计方法,针对有位移及应力约束的桁架结构。引入准精确惩罚函数来处理约束,应用应变能密度准则,以应变能密度最大作为目标函数来构造适应值函数,并分别与质量最轻为目标函数和应用传统惩罚函数方法的遗传设计结果进行了比较。     

大型板结构的一种优化准则法

提出一种适合于大型板结构尺寸优化新方法。是以板结构有限元矩阵方程和Ｋ－Ｔ条件为基础推导出来的，属于一种结构离散优化准则法。将应力约束按满应力准则视为一种尺寸限约束，由于起作用的位移约束数目往往较少，其相应的拉格朗日乘子较易计算，数值实验表明，本方法迭代次数少，且与设计变量数目无关，特别适合于大型板结构的优化问题。     

框架—剪力墙结构房屋的抗震优化设计

通过对钢筋混凝土框架－剪力墙结构的受力特性分析，提出用齿行法对框架－剪力墙结构进行抗震优化设计。该法是将影响结构位移和应力的主要因素区分开来，用位移约束“射线步”和应力约束“调整步”交替使用，使解答迅速逼近最优解。该优化方法使问题得到简化和加快了收敛速度。     

桁架结构拓扑优化设计的模拟退火算法

研究了平面桁架结构拓扑优化设计的模拟退火算法．构造了一个双重控制Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｓ准则处理应力约束,提出了一个基于力平衡的启发式准则,以实现优化过程中单元的自动增删．算例表明,该方法能够克服桁架结构拓扑优化中因存在非凸星形可行域而造成的拓扑优化求解困难．     

大型机构式结构多约束优化设计

本文提出了一种用于机构式结构的多约束优化设计方法和程序ＵＨＢＤ１．所考虑的约束有应力，位移，局部屈曲，频率，静、动气动弹性及尺寸限等。敏度分析采用解析法进行；优化准则法用来推导再设计递归公式：为使收敛过程平稳且迅速，引入了双松弛因子ａ与β文中研究了确定拉格朗日乘子的各种算法，尔后在程序中采用一种可靠而有效的算法。 文中给出了若干例题结果以证实ＵＨＢＤ１程序的效率。     

压力机机身的优化设计

本研究采用的优化方法是复合形法．在五维非线性约束的设计空间内选择和改进设计点，并通过平面问题的有限元法计算出每个设计点的目标函数值（机身体积）以及校验隐式约束所需要的单元应力和节点位移． 作为实例，本文还着重对Ｊ２３—６．３型开式可倾压力机机身的优化问题进行了分析计算．     

考虑节理单元的弹塑性概率计算方法

阐述了考虑节理单元后的三维随机有限元计算方法，并结合塑性理论将岩土工程中的塑性屈服准则引入随机有限元方法中．结合具体屈服准则推导了随机有限元的基本计算公式，给出考虑节理单元及塑性屈服问题在三维情况下的位移、应力的均值与方差，利用这些公式可计算出每一单元的屈服概率从而求出结构的可靠度。     

具有多种约束的连续体结构拓扑优化

对于具有多种约束条件的连续体结构的拓扑优化设计，本文提出一种通用优化方法：首先用优化方法确定微孔或称为基点的位置，然后再扩大微孔并确定其边界．文中对于具有应力和位移约束的几个平面问题进行拓扑优化，计算结果十分令人满意．     

多单元、多工况、多约束的结构优化设计──DDDU程序系统

本文是文献［１］的继续和发展，基本思想是充分利用力学概念组织优化过程、利用二次规划精选主动约束和计算Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子，效果很好，解决了优化过程中长期存在的难点。基于上述思想编制的ＤＤＤＵ程序系统可用于多种单元、多种工况、多种约束的结构最轻重量设计。算例中包括了一个三角形机翼受应力、变位和尺寸等约束的最轻重量设计。优化过程的收敛是相当快的。     

切削模拟过程中关键技术问题的处理

对使用有限元法进行切削过程模拟的关键技术进行了分析。针对刀尖单点接触问题，提出了一种网格错位分析方法，提高了模拟计算结果的稳定性；采用基于几何准则和等效应力的综合分离准则来解决切屑层与金属基体材料之间的分离问题，并给出了一种粘接单元法，从而提高了计算精度；根据基于几何判断和应力分布的复合判据法则，解决了切屑上的约束节点与前刀面的释放问题。实例表明，所提方法很好地解决了实际模拟计算过程中的关键技术问题。     

受静动约束结构的几何外形及单元尺寸优化设计

本文以 Ｋｕｈｕ－Ｔｕｃｋｅｒ条件为基础，提出了受静力动力约束结构最小重量设计 的α－β双因子算法。在所受的约束中，“频率禁区” 是一新提法，它要求结构的任 一自振频率均不落入一给定的频率区域。设计变量可以是单元尺寸和／或节点座标， 每一变量的上下界是给定的，亦可考虑满应力准则结束。结构刚度阵及质量阵关于设 计变量可以是高度非线性的。对多种例题均获得了满意的结果。     

薄板优化设计的一个准则法

本文提出了薄板结构优化设计的一个新的准则法，该方法避免了目前许多准则法所存在的。 分主动变量与被动变量的困难．文中给出一数值例子，说明了本文提出的方法的有效性。     

两个新的空间单元

给出了两种改进协调元的方法，并建立了两个新的八节点空间单元。第一个单元 是直接构造不协调的单元函数，并增加对不协调函数的分片试验约束．该单元的应力 计算精度较作者以前提出的单元Ｑｃ１１有较大的改善。第二个单元是广义杂交模型． 它是以广义变分原理为根据．通过调整单元内的应力、应变参数．实现了用杂交法建 立高精度的八节点空间单元．相对卞学提出的基于Ｒｅｉｓｓｎｅｒ原理的应力杂交模型， 它避免了推导时所需的几何摄动。     

连续体结构拓扑优化设计的ICM方法

基于独立连续拓扑变量及映射变换（ＩＣＭ）的拓扑优化方法应用于连续体结构,建立了统一的以重量为目标、考虑应力约束的连续体结构拓扑优化模型．提出基于综合评价的高效单元删除准则及算法．给出的经典的二维和三维连续体结构拓扑优化算例表明,这种统一的模型由骨架结构发展到连续体结构的拓扑优化也是成功的．该方法具有算法简单、收敛速度快和稳定性好等优点