桁架结构优化设计的免疫克隆选择算法.pdf

第38卷第9期 同济大学学报(自然科学版) Vd．38No．9 2010年9月 J(XTRNALOFTONGJIUNIVEP醛ITY(NA耶IliAI，SCIENCE) Sep．2010 文章编号：0253．374X(2010)09．1261．05 桁架结构优化设计的免疫克隆选择算法 李峰1，唐和生1，许锐1，薛松涛1’2 (1．同济大学结构工程与防灾研究所，上海200092；2．日本东北工业大学工学部，日本仙台982—8577) 摘要：为了解决带有应力约束和位移约束的桁架的尺寸优化 对于桁架结构，在给定结构形式、材料、布局拓 问题。将免疫克隆选择算法应用于结构的尺寸优化设计．根 扑和形状的情况下，优化各个杆件的截面尺寸使结 据免疫学基本原理，在基本克隆选择算法的基础上引入精英 构最轻，即尺寸优化．在尺寸优化中取杆件的横截面 策略，并给出合理的参数值．在桁架结构优化的数学模型中， 积为设计变量．在结构优化领域中，优化准则 采用惩罚函数法处理违反约束的情况．最后对几个经典的桁 (optimality 架进行了优化．数值结果表明，改进的免疫克隆算法收敛速 (mathematical 度快、鲁棒性好，可以应用于桁架结构的优化设计． 法用于求解简单优化问题时效果较好，但用于进行 关键词：免疫克隆选择算法；桁架结构；尺寸优化；惩罚函 大型复杂的结构系统的优化，则通常会出现通用性 数法；精英策略 差、计算量大等缺点．近来出现的一些启发式算法， 311 中图分类号：TU323．4，TU 文献标识码：A 如蚁群克隆优化(antcolony 爆炸优化(bigbang—big ImmuneClonalSelection forTruss Algorithm swarm 化(particle Structure OptimalDesign 统的优化算法，不需要变量的梯度信息，不要求函数 的连续性和可微性，因此更适合于求解结构优化问 Songta01’2 U呦1，TANGm眺嘲1，XURuil，XVE (1．ResearchInstituteof Structural andDimster题．但启发式算法共同的缺点是参数不易确定，参数 Engineering 2． Reduction，TongiiUniversity，Shanghai200092，China 的设置通常会影响算法收敛的效果． ofArchitecture。Schoolof Instituteof Department Engineering，Tohoku immune 人工免疫系统(artificialsystems，AIS) Technology，Sendai982—8577。Japan) 是受