结构系统的可靠性及优化设计

基于结构系统可靠性的结构优化设计是在结构传统优化设计的基础上发展起来的。结构设计的目的就是要使所设计的结构安全、经济。如果仅从可靠性的角度考虑结构设计，势必造成费用的增加，如果只从经济的角度考虑结构设计，势必会使所设计的结构不安全。结构可靠性优化设计将会使所设计的结构即安全又经济，同时还可以避免结构传统优化设计的一些不足，使设计结果更合理和科学。因此，结构可靠性优化设计已成为结构设计的一种重要方法。 可靠性分析和优化设计是结构可靠性优化设计的两个难点。本文在如何搜索主要失效模式和优化算法的易实现上进行了较深入的研究，论文主要工作包括：第一，给出了一种寻找主要失效模式的方法：改进的β—unzipping法，使搜索到的主要失效模式更准确。第二，给出了一种结构可靠性优化设计的两相优化法，即基于微粒群算法的应力约束优化和可靠性约束的准则优化法，这种优化方法首先采用微粒群算法求解应力约束下的结构优化问题，获得初始最优解，然后采用准则法求解结构系统可靠性约束下的结构优化问题，获得最终优化解。第三，用Matlab编制了结构系统可靠性分析和优化设计的程序。 本文通过一些算例来验证改进的β—unzipping法和两相优化法，结果表明本文提出的方法是可行和有效的