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昆明理工大学机械优化设计作业 PAGE / NUMPAGES 1. 二力杆的受力分析 钢管所受的压力：F1=F 压杆失稳的临界力：F= 其中：I为钢管截面惯性矩：I= 其中：A为钢管截面面积：A= 钢管所受的压应力： σ=F 钢管的临界应力： σc=Fc 有题目中给出数据：2F=300000N 即 F=150000N 2B=1520mm 即 B=760mm T=2.5mm E=2.1 解：1.建立数学模型 设计变量： 目标函数： 约束条件： 1）圆管杆件中的压应力σ应小于或等于σy, 于是得 2）圆管杆件中的压应力σ应小于或等于压杆稳定的临界应力σc，由欧拉公式得钢管的压杆温度应力 式中 A――圆管的截面积；L――圆管的长度。 于是得 3) 设计变量的值不得小于或等于0 于是得 2．从以上分析可知，该优化设计问题具有2个设计变量，4个约束条件，按优化方法程序的规定编写数学模型的程序如下： /*用来解n维具有不等式约束优化问题，文件名funct.c*/ /*下列子程序用来构造惩罚函数*/ #include “stdio.h” #include “stdlib.h” #include “math.h” const int kkg=4; /*常量，定义约束条件个数*/ double r0; /*全局变量，惩罚因子*/ double f(double x[]) /*目标函数子程序*/ {double ff; ff=1.225e4*x[0]*sqrt(577600.0+x[1]*x[1]); return(ff); } void strain(double x[],double g[]) /*约束条件子程序*/ {g[0]= 19098.59*sqrt(577600.0+x[1]*x[1])/(x[0]*x[1])-700.0; g[1]= 19098.59*sqrt(577600.0+x[1]*x[1)]/(x[0]*x[1]))- 2.6e5*(x[0]*x[0]+6.25)/(577600.0+x[1]*x[1]) ; g[2]= -x[0]; gx(3)=-x[1]; } double objf(double p[]) /*惩罚函数子程序*/ {int i; double ff,sg,*g; g=(double *)malloc(kkg *sizeof(double)); sg=0; strain(p,g); for(i=0;ikkg;i++) {if(*(g+1)0) sg=sg+r0/(*(g+i)); else sg=sg+r0*(1e+10); } free(g); ff=f(p)+sg; return(ff); } /*内点惩罚函数主程序，文件名mldfhs.c*/ #include ”powell.c” /*调用powell法函数 */ void main() {int i; double p[]={72,700}; double fom,fxo,c,x[2]; c=0.4; ro=1; fom=100; do {fxo=powell(p,0.4,0.000001,0.000001,2,x); if(fabs(fom-fxo)0.000001) {fom=fxo; r0=c*r0; for(i=0;i2;i++) *(p+i)=x[i]; } else {printf(“输出最优点及其目标函数值：\n”); printf(“x[0]=%f,x[1]=%f,ff=%f \n”,x[0],x[1],fxo ); return; } } while(1); }