基于等效刚度模型和精细模型的加筋柱壳混合优化设计

摘要

针对轴压作用下的加筋柱壳的后屈曲性能优化设计计算量较大的问题,本文提出了一种基于等效刚度模型和精细模型的代理模型混合优化策略,即运用基于等效刚度的平铺模型,对等效模型进行有限元后屈曲分析用以代替在试验设计中大量的精细模型分析.通过对等效模型单元尺寸的控制,可以大大减少后屈曲分析所耗机时,仅约为精细模型的1/3.完成试验设计后,对构建的代理模型采用多岛遗传算法进行满足一定极限承载力的轻量化设计,每代优化结果得出后调用精细模型有限元后屈曲分析对代理模型进行更新拟合,从而保证代理模型的拟合精度并得到优化解.文中通过建立的直径1600mm、高2000mm的三角形网格加筋柱壳,基于以上的基于等效刚度模型和精细模型的混合优化设计,满足承载力情况下减重效果明显,与传统代理模型优化设计相比,设计效率大大提高.