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改进双向渐进结构法在可靠性拓扑优化设计中的应用

目录

内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2可靠性优化设计概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3双向渐进结构优化方法简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.4本文主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

双向渐进结构优化方法及其改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1基本双向渐进结构优化原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1.1结构演化过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.1.2材料分布更新机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.2传统方法的局限性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.3改进策略的提出．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.3.1算法控制参数调整．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.3.2新型约束处理方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.4改进算法流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

可靠性拓扑优化的数学模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.1结构可靠性基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.2可靠性指标与准则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.3基于概率的可靠性优化模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.4拓扑优化设计变量与约束．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

改进双向渐进结构法在可靠性优化设计中的实现．．．．．．．．．．．．．32

4.1集成框架构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.2可靠性信息融入拓扑优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

4.3改进算法的计算机实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.4算法有效性验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

应用实例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

5.1案例一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

5.1.1设计问题描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

5.1.2优化目标与限制条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

5.1.3优化结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

5.2案例二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

5.2.1背景与需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.2.2优化流程与设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

5.2.3结果对比与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

5.3案例三．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

5.3.1具体应用场景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

5.3.2改进方法表现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

结果分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

6.1不同算法性能对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．