区间参数结构可靠性:等效静载法的拓扑优化方法

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本文主要探讨了基于等效静态载荷法的区间参数结构可靠性拓扑优化问题,针对动态响应下的不确定性结构设计。作者将等效静态载荷赋予新的含义,即它不仅代表了静态情况下的响应,还与动态响应在中值和离散程度上保持一致。通过对区间参数结构进行动态响应的区间分析,作者运用泰勒展开方法计算出所有可能的动态响应集合,然后通过集合映射获取包含了结构所有不确定信息的等效静态载荷集合。 作者在此基础上构建了静态可靠性拓扑优化的数学模型,考虑了结构在不同不确定条件下的响应范围。他们通过集合映射和区间自然扩展技术,确定了静态位移响应的区间范围,这有助于更准确地评估结构的可靠性。论文进一步提出了基于区间非概率可靠性的约束,采用了伴随法灵敏度分析算法来处理这些约束,确保优化过程的准确性。 对于优化方法,文中采用了移动渐近线法,这是一种高效的求解策略,能够有效地处理复杂的优化问题。通过数值算例,研究者验证了所提出的模型和算法的有效性和正确性。该工作对不确定性结构设计中的可靠性优化提供了新的理论支持,尤其是在工程实践中,材料属性、载荷和边界条件的不确定性是必须考虑的关键因素。 总体而言,这篇文章对可靠性拓扑优化领域做出了重要贡献,不仅拓展了传统拓扑优化方法的应用范围,而且引入了更为精细的区间分析和非概率可靠性考量,为结构设计的决策制定提供了更为科学的方法论依据。