×

焊接箱梁疲劳寿命的多目标稳健设计优化。 (英语) 兹比尔1523.90370

总结:为了减少焊接结构疲劳寿命的分散性,本研究提出了一种基于双代理建模和多目标粒子群优化算法的稳健优化方法。考虑到材料参数和环境变量的摄动,使用双代理模型拟合疲劳寿命的平均值和标准偏差,并选择作为目标函数进行最小化。以焊接箱梁为例,介绍了降低疲劳寿命标准偏差的方法。通过多目标粒子群优化算法生成一组非支配解。使用认知方法从Pareto集合中选择最优解。作为比较研究,本文还介绍了传统的单目标优化方法。结果使疲劳寿命的标准偏差降低了约16.5%,表明该方法提高了疲劳寿命的稳健性。

理学硕士:

90 C90 数学规划的应用
74P05号 固体力学中的柔度或重量优化
90C29型 多目标规划
90 C59 数学规划中的近似方法和启发式
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Acar,E。;Rais-Rohani,M.,具有优化权重因子的元模型集成,结构与多学科优化,37,3,279-294(2009)·doi:10.1007/s00158-008-0230-y
[2] ASM,国际,ASM手册(1990),俄亥俄州材料园:俄亥俄州美国金属学会材料园
[3] 阿斯伯格,D。;杰格斯(Jergeus,J.)。;Nilsson,L.,《全正面汽车碰撞中前部构件的稳健优化》,工程优化,45,3,245-264(2013)·doi:10.1080/0305215X.2012.669380
[4] Beyer,H.G。;Sendhoff,B.,稳健优化——综合调查,应用力学与工程中的计算机方法,196,33-34,3190-3218(2007)·Zbl 1173.74376号 ·doi:10.1016/j.cma.2007.03.003
[5] Bouazizi,M.L。;甘米,S。;Bouhaddi,N.,《非线性结构动力学中的多目标优化:元模型、有限元在分析和设计中的贡献》,45,10,612-623(2009)·doi:10.1016/j.finel.2009.03.007
[6] O.卡格拉扬。;Ozakgul,K。;O.特泽尔。;Uzgider,E.,现有起重机轨道梁的疲劳寿命预测,建筑钢研究杂志,66,10,1164-1173(2010)·doi:10.1016/j.jcsr.2010.04.009
[7] 陈,J。;Tang,Y。;鲁伊·G。;安,Q。;郭欣,基于粒子群优化和有限元分析的复合材料结构可靠性设计优化,中国航空学报,26,2,343-349(2013)·doi:10.1016/j.ca.2013.02.011
[8] 科埃洛·科埃洛,C.A。;Pulido,G.T。;Lechuga,M.S.,用粒子群优化处理多目标,IEEE进化计算汇刊,8,3,256-279(2004)·doi:10.1109/TEVC.2004.826067
[9] 崔伟,金属结构疲劳寿命预测方法的最新进展,海洋科学与技术杂志,7,1,43-56(2002)·doi:10.1007/s007730200012
[10] 北卡罗来纳州德尔加姆。;Sajadi,B。;Kowsary,F。;Delgarm,S.,《建筑能源性能的多目标优化:基于粒子群优化(PSO)的模拟方法》,应用能源,170293-303(2016)·doi:10.1016/j.apenergy.2016.02.141
[11] Eberhart,R.和Kennedy,J.,1995年。“使用粒子群理论的新优化器”,第六届国际微机械与人类科学研讨会论文集(MHS'95),39-43。新泽西州皮斯卡塔韦:IEEE。数字对象标识:
[12] Ertas,A.H。;Sonmez,F.O.,点焊板最大疲劳寿命的设计优化,分析和设计中的有限元,47,413-423(2011)·doi:10.1016/j.fine.210.11.003文件
[13] 风扇,C。;黄,Y。;Wang,Q.,稀疏促进多项式响应面:一种新的响应预测替代模型,工程软件进展,77,48-65(2014)·doi:10.1016/j.advengsoft.2014.08.001
[14] 方,J。;高,Y。;Sun,G。;徐,C。;李琼,《卡车驾驶室疲劳优化与替代建模组合集成》,机械科学与技术杂志,28,11,4641-4649(2014)·doi:10.1007/s12206-014-1032-3
[15] 方,J。;高,Y。;Sun,G。;徐,C。;Li,Q.,卡车驾驶室疲劳寿命的多目标稳健设计优化,可靠性工程与系统安全,135,135,1-8(2015)·doi:10.1016/j.ress.2014.10.007
[16] 方,J。;高,Y。;Sun,G。;徐,C。;Zhang,Y。;李强。;张毅,结合人工蜂群算法和序贯克里金优化的点焊接头优化,机械工程进展,2014,11,1297-1319(2014)
[17] 方,J。;Sun,G。;邱,N。;Kim,N.H。;Li,Q.,《结构耐撞性设计优化及其最新进展,结构和多学科优化》,55,3,1-29(2017)·文件编号:10.1007/s00158-016-1579-y
[18] Fawcett,T.,ROC分析导论,模式识别快报,27,8,861-874(2006)·doi:10.1016/j.patrec.2005.10.010
[19] 高,Y。;赵伟,基于替代模型的铁路车辆焊缝疲劳约束自适应优化,基于力学的结构和机械设计,42,2,244-254(2014)·doi:10.1080/15397734.2013.852979
[20] Goel,T。;哈夫特卡,R.T。;Wei,S。;Queipo,N.V.,《替代品集成,结构与多学科优化》,33,3,199-216(2007)·doi:10.1007/s00158-006-0051-9
[21] Göksenli,A。;Eryürek,I.B.,电梯传动轴的失效分析,工程失效分析,16,4,1011-1019(2009)·doi:10.1016/j.engfailanal.2008.05.014
[22] 顾,X。;Sun,G。;李·G。;毛,L。;李琼,《车辆结构耐撞性设计多目标可靠稳健优化的比较研究,结构与多学科优化》,48,3,669-684(2013)·文件编号:10.1007/s00158-013-0921-x
[23] HKS,Inc.,《Abaqus 6.11分析用户手册》(2011),罗得岛波塔基特:Hibbitt,Karlsson&Sorensen,波塔基特岛
[24] 霍巴赫,A.F.2007。“焊接接头和部件疲劳设计建议[计算机软件手册]。”瑞士查姆:施普林格国际。
[25] 胡,W。;帕克·D。;Choi,D.H.,用于降低材料成本和叶片重量的复合风力涡轮机叶片结构优化程序,工程优化,45,45,1469-1487(2013)·doi:10.1080/0305215X.2012.743533号
[26] Hussein,A.M.,《承受疲劳应力的桁架安全系数最大化》,《工程优化》,第47、8、1-18页(2014年)
[27] Kaveh,A。;Mahdavi,V.R.,用于动态约束桁架结构优化设计的混合CBO-PSO算法,应用软计算,34,C,260-273(2015)·doi:10.1016/j.asoc.2015.05.010
[28] 卡亚,北。;Karen,I.,《使用响应面法进行拓扑和形状优化对失效离合器叉的重新设计》,材料与设计,31,6,3008-3014(2010)·doi:10.1016/j.matdes.2010.01.002
[29] Kim,J.K。;Kim,Y.J。;Yang,W.H。;帕克,Y.C。;Lee,K.H.,乘用车外拉杆的结构设计,国际汽车技术杂志,12,3,375-381(2011)·doi:10.1007/s12239-011-0044-6
[30] Kim,K.J。;丹尼斯·K·J。;林,双响应面优化:一种模糊建模方法,质量技术杂志,30,1,1-10(1998)
[31] Leonel,E.D。;Chateauneuf,A。;文丘里尼,W.S。;Bressolette,P.,混合模式裂纹扩展概率疲劳寿命评估的耦合可靠性和边界元模型,国际疲劳杂志,32,11,1823-1834(2010)·doi:10.1016/j.ijfatigue.2010.05.001
[32] Li,M.,《使用混合差分进化和序列二次规划的稳健优化》,工程优化,47,1,87-106(2014)
[33] Li,Y.Q。;崔振生。;阮晓云。;Zhang,D.J.,基于CAE的钣金深冲工艺六西格玛稳健优化,国际先进制造技术杂志,30,7,631-637(2006)·doi:10.1007/s00170-005-0121-y
[34] 李,F。;孟,G。;Sha,L。;周,L.,疲劳寿命稳健优化设计,分析与设计中的有限元,47,10,1186-1190(2011)·doi:10.1016/j.finel.2011.05.009
[35] 廖,X。;李强。;杨,X。;李伟(Li,W.)。;Zhang,W.,正面碰撞下车辆耐撞性的两阶段多目标优化,国际耐撞性杂志,13,3279-288(2008)·doi:10.1080/13588260801933659
[36] 刘,D。;Tan,K.C。;Goh,C.K。;Ho,W.K.,基于粒子群优化的多目标模因算法,IEEE系统人与控制论汇刊。B部分:控制论,37,1,42-50(2007)·doi:10.1109/TSMCB.2006.883270
[37] Lopez,R.H。;Ritto,T.G。;桑帕约,R。;Cursi,J.E.S.D.,转子轴承系统鲁棒优化的新算法,工程优化,46,8,1123-1138(2014)·doi:10.1080/0305215X.2013.819095
[38] Marti-Vargas,J.R。;费里·F·J。;Yepes,V.,用神经网络预测预应力绞线的传递长度,计算机与混凝土,12,2187-209(2013)·doi:10.12989/cac.2013.12.2.187
[39] Miner,M.A.,《疲劳累积损伤》,应用力学杂志,12,3,159-164(1945)
[40] 莫里纳·莫雷诺,F。;加西塞古拉,T。;马蒂,J.V。;Yepes,V.,《使用混合和谐搜索算法优化承压挡土墙》,工程结构,134205-216(2017)·doi:10.1016/j.engstruct.2016.12.042
[41] Mrzyglód,M.,《薄壁结构疲劳约束的两阶段优化方法》,《信息系统杂志》,25,5,465-488(2010)
[42] Mrzyglod,M。;齐林斯基,A.P.,《结构优化中的多轴高周疲劳约束》,《国际疲劳杂志》,29,911,1920-1926(2007)·Zbl 1140.74345号 ·doi:10.1016/j.ijfatigue.2007.01.032
[43] 纳杰菲,A。;Acar,E。;Raisrohani,M.,《使用耦合过程性能模拟的吸能元件多目标稳健设计》,《工程优化》,46,2,146-164(2014)·doi:10.1080/0305215X.2012.753437
[44] Nieslony,A.,《强烈影响机械部件、机械系统和信号处理疲劳的多轴工作载荷碎片的测定》,23,8,2712-2721(2009)·doi:10.1016/j.ymssp.2009.05.010
[45] Oest,J。;瑟伦森,R。;Overgaard,L.C.T。;Lund,E.,《大型海上风力涡轮机导管架结构疲劳和极限约束下的结构优化,结构和多学科优化》,55,3,779-793(2017)·数字对象标识码:10.1007/s00158-016-1527-x
[46] Paya-Zaforteza,I。;Yepes,V。;González-Vidosa,F。;Hospitaler,A.,《模拟退火设计建筑框架的Weibull成本估算》,麦加尼卡,45,5,693-704(2010)·兹比尔1337.62391 ·doi:10.1007/s11012-010-9285-0
[47] Quesada,G.M。;Castillo,E.D.,多元稳健参数设计问题的双响应方法,技术计量学,46,2,176-187(2004)·doi:10.1198/00401700400000220
[48] 昆塔纳,C。;Millwater,H.R。;Golden,G.S.P.,《统计模拟测试资源的优化配置》,工程优化,47,7,979-993(2015)·doi:10.1080/0305215X.2014.933824
[49] Rother,K。;Rudolph,J.,《焊接结构的疲劳评估:应力分析和疲劳评估的实用方面》,工程材料和结构的疲劳和断裂,34,3,177-204(2011)·文件编号:10.1111/j.1460-2695.2010.01506.x
[50] Saaty,T.L.,《利用层次分析法进行决策》,《国际服务科学杂志》,第1期,第83-98页(2008年)·doi:10.10504/IJSSCI.2008.017590
[51] Schijve,J.,《20世纪结构和材料的疲劳与最新技术》,材料科学,39,3,679-702(2003)·Zbl 1032.74500号 ·doi:10.1023/B:MASC.000010738.91907.a9
[52] Schijve,J.,《结构和材料疲劳》(2009),多德雷赫特:施普林格·Zbl 1032.74500号
[53] Schonlau,M.1997年。“计算机实验和全局优化。未发表的博士论文,加拿大安大略省滑铁卢大学。
[54] Schütz,W.,《疲劳史》,工程断裂力学,54,2,263-300(1996)·doi:10.1016/0013-7944(95)00178-6
[55] Shan,S。;Wang,G.G.,用计算昂贵的黑盒函数解决高维设计问题的建模和优化策略综述,结构与多学科优化,41,2,219-241(2010)·Zbl 1274.74291号 ·doi:10.1007/s00158-009-0420-2
[56] 史密斯,M。;费希尔,F。;罗米奥斯,M。;Es-Said,O.S.,《循环弯曲载荷下剪切销的重新设计》,《工程失效分析》,14,1,138-146(2007)·doi:10.1016/j.engfailana.2005.11.010
[57] 宋,X.G。;Jung,J.H。;儿子,H.J。;Park,J.H。;Lee,K.H。;Park,Y.C.,《考虑强度和耐久性性能的控制臂基于元模型的优化》,《计算机与数学应用》,60,4,976-980(2010)·Zbl 1201.74275号 ·doi:10.1016/j.camwa.2010.03.019
[58] 宋,X。;孙,G。;李·G。;高,W。;Li,Q.,使用多替代模型对泡沫填充锥形薄壁结构的耐撞性优化,结构与多学科优化,47,2,221-231(2013)·Zbl 1274.74293号 ·doi:10.1007/s00158-012-0820-6
[59] Sun,G。;李·G。;龚,Z。;崔,X。;杨,X。;李强,《板料成形中拉延筋设计的多目标稳健优化方法》,材料与设计,31,1417-1929(2010)·doi:10.1016/j.matdes.2009.10.050
[60] Sun,G。;李·G。;龚,Z。;He,G。;Li,Q.,多目标钣金成形优化的径向基函数模型,工程优化,43,12,1351-1366(2011)·doi:10.1080/0305215X.2011.557072
[61] Sun,G。;李·G。;周,S。;李,H。;Hou,S。;Li,Q.,使用多目标鲁棒优化、结构和多学科优化的车辆耐撞性设计,44,1,99-110(2011)·doi:10.1007/s00158-010-0601-z
[62] Sun,G。;Pang,T。;方,J。;李·G。;李琼,多目标耐撞性优化的交叉构型参数化,国际机械科学杂志,124-125,145-157(2017)·doi:10.1016/j.ijmecsci.2017.02.027
[63] Tammareddi,S。;Sun,G。;李琼,冠状动脉支架的多目标稳健优化,材料与设计,90,682-692(2016)·doi:10.1016/j.matdes.2015.10.153
[64] 托帕索,M.M。;Ercan,S。;Kuralay,N.S.,《使用有限元分析预测重型车辆钢轮在径向载荷下的疲劳寿命》,工程失效分析,20,3,67-79(2012)·doi:10.1016/j.engfailana.2011.10.007
[65] 托帕索,M.M。;Günal,H。;Kuralay,N.S.,使用有限元分析对后桥壳原型进行疲劳失效预测,工程失效分析,16,5,1474-1482(2009)·doi:10.1016/j.engfailana.2008.09.016
[66] 西图瓦亚隆德。;Parnichkun,M.,使用基于PSO的2-DOF H∞回路成形结构控制器的气动手术机器人位置控制,机电一体化,43,40-55(2017)·doi:10.1016/j.mechatronics.2017.03.001
[67] 维宁,G.G。;Myers,R.H.,结合田口和响应面哲学:双重响应方法,质量技术杂志,22,1,38-45(1990)
[68] Wang,G.G。;Shan,S.,《支持工程设计优化的元建模技术综述》,《机械设计杂志》,129,4,370-380(2007)·数字对象标识代码:10.1115/1.2429697
[69] O.Yeniay。;尤纳尔,R。;Lepsch,R.A.,《使用双响应面降低运载火箭设计中的可变性:案例研究,可靠性工程与系统安全》,91,4,407-412(2006)·doi:10.1016/j.ress.2005.02.007
[70] Yepes,V。;Carbonell,A。;González Vidosa,F.,《使用迭代局部搜索和极值估计的混凝土拱顶自动设计》,《拉丁美洲固体与结构杂志》,9,6,675-689(2012)
[71] Yepes,V。;加西亚·塞古拉,T。;Moreno Jiménez,J.M.,《钢筋混凝土结构问题多目标优化的认知方法》,土木与机械工程档案,15,4,1024-1036(2015)·doi:10.1016/j.acme.2015.05.001
[72] Yepes,V。;马蒂,J.V。;García-Segura,T.,通过混合萤火虫群算法优化预制预应力混凝土U形梁公路桥的成本和CO_2排放,施工自动化,49,123-134(2015)·doi:10.1016/j.autcon.2014.10.013
[73] Yepes,V。;马蒂,J.V。;加西亚·塞古拉,T。;González-Vidosa,F.,《预制道路桥梁优化详细设计的启发式》,土木与机械工程档案,17,4,738-749(2017)·doi:10.1016/j.acme.2017.02.006
[74] Yin,Y。;Grondin,G.Y。;Obaia,K.H。;Elwi,A.E.,《重型采矿设备的疲劳寿命预测》。第1部分:疲劳载荷评估和裂纹增长率试验,钢结构,63,11,1494-1505(2008)·doi:10.1016/j.jcsr.2007.01.008
[75] Yin,Y。;Grondin,G.Y。;Obaia,K.H。;Elwi,A.E.,《重型采矿设备的疲劳寿命预测》。第2部分:钢焊接箱形截面角裂纹的行为和剩余疲劳寿命的测定,《建筑钢研究杂志》,64,1,62-71(2008)·doi:10.1016/j.jcsr.2007.04.003
[76] 臧,C。;弗里斯韦尔,M.I。;Mottershead,J.E.,稳健优化设计及其在动力学、计算机和结构中的应用综述,83,4-5,315-326(2005)·doi:10.1016/j.compstruc.2004.10.007
[77] Zorić,N.D。;Simonović,A.M。;Mitrović,Z.S。;Stupar,S.N。;Obradović,A.M。;Lukić,N.S.,《使用粒子群优化自校正模糊逻辑控制器的智能复合梁自由振动控制》,《声音与振动杂志》,333,21,5244-5268(2014)·doi:10.1016/j.jsv.2014.06.001
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。