基于遗传算法的结构缺陷分析

熊悦 张磊 曹科凡 顾春丽

摘要：文章主要阐述了传统结构优化算法与现代结构优化的各种方法，对各种结构优化算法进行对结构缺陷进行对比分析，以及对结构进行强度，刚度，稳定性的综合分析，阐述了各方法的优缺点。可根据不同情况采用不同的算法。

关键词：结构优化  遗传算法  结构缺陷

0.前言

结构优化设计是以数学理论为基础，通过对工程问题的定义，分析，利用计算机技术，来寻找最优解的过程。通过对结构进行强度，刚度，稳定性等方面的优化设计，来减少工程预算，缩短结构设计周期，提高设计质量和水平，得到不仅满足要求可行的而且最好的设计方案。与传统的结构设计相比，优化设计可以降低5%～30%的土建工程造价。

1.傳统的结构优化算法

1.1力学准则法

力学准则法的设计思路是充分发挥材料的性能，使其具有充分的能量储备，从而节省材料的使用，提高材料的利用率，降低工程预算。该方法收敛速度快，计算效率高，设计思路清晰，容易被人们所接受，常用于减小集中力的优化设计中，但也有其明显的缺陷——应用范围较窄，一般只适用于中小心和大型结构的优化设计;在某些情况中可能发生失稳现象，存在一定的安全隐患。

该方法主要包括满应力设计法，能量准则法，渐进演化类算法等。满应力准则法是按“同步失效”的概念进行设计的，即当构件上有多个集中力时，至少各个构件至少在一种应力情况下达到承载力……