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1、基于随机响应面法的响应灵敏度分析及稳健优化设计———乔红威暋吕震宙暋李洪双基于随机响应面法的响应灵敏度分析及稳健优化设计乔红威暋吕震宙暋李洪双西北工业大学,西安,710072摘要:基于随机响应面法,建立了随机结构响应统计矩的灵敏度分析方法,并将其用于结构稳健优化设计。所建立的方法利用随机响应面法将隐式的结构响应函数转换成显式函数,在显式的响应函数基础上求解响应的均值、标准差以及对应的灵敏度,所求出的响应灵敏度能为基于函数梯度的优化算法提供梯度信息。算例表明,所建立的灵敏度分析方法具有较高的效率和精度,提高了结构稳健优化设计的效率。关键词:随机结构;灵敏度分析;随机响应面法;稳健优化中图分
2、类号:TH122暋暋暋文章编号:1004—132X(2009)03—0337—05ResponseSensitivityAnalysisandRobustDesignBasedonStochasticResponseSurfaceMethodQiaoHongwei暋L湽Zhenzhou暋LiHongshuangNorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi暞an,710072Abstract:Forcalculatingthefirsttwostatisticalmomentsofstructuralresponseandsensitivitya灢nalys
3、isofstochasticstructures,anewresponsesensitivityanalysismethodwaspresentedonthebasisofstochasticresponsesurfacemethod(SRSM).Thenthemethodwasappliedtostructuralrobustde灢signproblem.TheimplicitstructuralresponsefunctionwastransformedtoanexplicitfunctionbySRSM,andmeanvalue,standardvarianceandthesens
4、itivityofstructuralresponsecanbeobtainedfromtheexplicitfunction.Furthermore,theresponsesensitivitycanalsoprovidegradientinformationforgradientbasedoptimizationalgorithm.Twoexamplesdemonstratetheefficiencyandprecisionofthepresentedmethod,andthedesignefficiencyofstructuralrobustdesignwasimproved.Ke
5、ywords:stochasticstructure;sensitivityanalysis;stochasticresponsesurfacemethod;robustdesign0暋引言条件下尽量降低成本或者使结构的某种性能达到结构优化设计的目的就是使结构在满足约束最优。然而传统的确定性结构优化设计不能考虑结构的物理参数和几何尺寸具有的随机性,所得收稿日期:2008—02—15的设计点可能使结构正处于失效的边缘,大大降基金项目:国家自然科学基金资助项目(10572117,50875213);新低了安全性能。基于概率思想的优化设计———可世纪优秀人才支持计划项目(NCET-05-086
6、8);航空基础基金靠性优化设计和稳健优化设计克服了传统优化不资助项目(2007ZA53012);国家863高技术研究发展计划资助项能考虑结构随机性的缺点,使结构能够满足可靠目(2007AA04z401)棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈棈[7]暋ChengSiyuan,ZhangXiangwei.AB-splineActive[J].IEEETransactionsonImageProcessing,ContourModelBasedonFiniteElementMethod2000,9(9):1484飊1496.[J].Jour
7、nalofChongqingUniversity,2003,2(1):62[12]暋希君,杨川,刘保华,等.线性结构光心的自适应迭代飊65.提取法[J].西安交通大学学报,2007,41(1):73飊76.[8]暋KassM,WitkinA,TerzopoulosD.Snakes:Active[13]XuChengyang.DeformableModelswithApplica灢ContourModels[J].Internatio
