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結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)定義

2022-12-04作者:網(wǎng)友投稿
  結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是什么呢?在此,贏在威客網(wǎng)小編整理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)定義給大家參考。


  結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) (optimum structural design)在給定約束條件下,按某種目標(biāo)(如重量最輕、成本最低、剛度最大等)求出最好的設(shè)計(jì)方案,曾稱為結(jié)構(gòu)最佳設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì),相對于“結(jié)構(gòu)分析”而言,又稱“結(jié)構(gòu)綜合”;如以結(jié)構(gòu)的重量最小為目標(biāo),則稱為最小重量設(shè)計(jì)。

  定義:

  科技名詞定義中文名稱:結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì);

  定義:工程結(jié)構(gòu)在滿足約束條件下按預(yù)定目標(biāo)求出最優(yōu)方案的設(shè)計(jì)方法;

  應(yīng)用學(xué)科:水利科技(一級學(xué)科);工程力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)、建筑材料(二級學(xué)科);工程結(jié)構(gòu)(水利)(三級學(xué)科);

  以上內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定公布。

  傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)際上指的是結(jié)構(gòu)分析,其過程大致是假設(shè)-分析-校核-重新設(shè)計(jì)。重新設(shè)計(jì)的目的也是要選擇一個合理的方案,但它只屬分析的范疇;且只能憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)作很少幾次重復(fù)以通過“校核”為滿足。結(jié)構(gòu)優(yōu)化指的是結(jié)構(gòu)綜合,其過程大致可歸納為:假定-分析-搜索-最優(yōu)設(shè)計(jì)四個階段。其中的搜索過程是修改并優(yōu)化的過程。它首先判斷設(shè)計(jì)方案是否達(dá)到最優(yōu)(包括滿足各種給定的條件),如若不是,則按某種規(guī)則進(jìn)行修改,以求逐步達(dá)到預(yù)定的最優(yōu)指標(biāo)。

  發(fā)展簡史:

  結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)想由來已久。J.C.麥克斯韋于1854年和J.H.米歇爾于1905年就曾研究過在不加任何形狀約束條件下桁架式結(jié)構(gòu)的最優(yōu)布局問題。他們的工作在理論上有一定意義,但所得結(jié)果往往在工藝上無法實(shí)現(xiàn)。

  到20世紀(jì)40年代,在航空結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)中提出了所謂“同步極限”準(zhǔn)則,即認(rèn)為一個構(gòu)件的最優(yōu)設(shè)計(jì),應(yīng)使它在受力后各部分都同時(shí)達(dá)到極限狀態(tài)。求解方法一般采用經(jīng)典的受等式約束的函數(shù)極小化理論。

  但是這種方法只能處理一些簡單的問題,例如,處理形狀簡單的薄壁結(jié)構(gòu)部件的優(yōu)化問題。此外,還曾提出滿應(yīng)力設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,即認(rèn)為最優(yōu)結(jié)構(gòu)的每一部件的應(yīng)力應(yīng)在至少一種工況下達(dá)到它的容許限值。對于靜定結(jié)構(gòu),這個滿應(yīng)力準(zhǔn)則是不難實(shí)現(xiàn)的,但是對于靜不定結(jié)構(gòu),滿應(yīng)力設(shè)計(jì)需要經(jīng)過多次的反復(fù)分析和修改才能完成,在還沒有電子計(jì)算機(jī)的時(shí)代,這是很難實(shí)現(xiàn)的。60年代初,出現(xiàn)了現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法,它是以利用電子計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的。
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