基于NSGA-Ⅲ的白车身焊装生产平台的离散拓扑优化

摘要

针对第3代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)求解离散拓扑优化收敛性差的问题,提出一种改进的NSGA-Ⅲ(mNSGA-Ⅲ),用于某白车身焊装生产平台的结构优化.提出新型极值点选择算法,以稳定种群中个体的归一化过程.建立该生产平台的有限元模型,并以其总质量、最大应力和多个节点的z向位移最小为目标,进行离散拓扑优化.利用MATLAB集成MSC.Nastran软件,二次开发离散拓扑优化程序.通过优化、筛选,获得合理的杆件布置设计方案,使得结构总质量降低了30.1%,且刚度和强度均符合标准.优化结果表明,mNSGA-Ⅲ在求解高维多目标离散拓扑优化方面,具有计算过程稳定、收敛速度较快等优点,为大型钢结构的优化设计提供了新方法,具备工程实际应用价值.