基于响应面法和改进算术优化算法的抱杆优化设计

摘要：

抱杆优化设计需要耗费大量有限元分析计算时间,难以确定可行域.该文采用响应面法(response surface method,RSM)来模拟抱杆结构的真实响应,提出了改进的算术优化算法(improved arithmetic optimization algorithm,IAOA)对抱杆结构进行优化设计.将分数阶积分引入算术优化算法(arithmetic optimization algorithm,AOA),改善了算法的开发能力.采用拉丁超立方抽样,选取抱杆结构杆件截面试验样本,利用最小二乘法对样本点进行分析,构建了抱杆结构应力和位移关于杆件截面尺寸的二阶响应面代理模型.建立以抱杆质量最小化为优化目标,许用应力和位移为约束条件的优化模型,采用IAOA对其进行求解.结果表明:二阶响应面模型能够准确预测抱杆结构的响应值,IAOA的求解精度得到显著提升,代理模型可大幅降低有限元分析所需的计算代价,优化后抱杆结构质量减轻了8.2％.联合使用RSM和IAOA可有效求解大型空间杆系结构的优化设计问题.

关键词：响应面法、算术优化算法、分数阶积分、代理模型、抱杆

所属期刊栏目：43

分类号：TM752(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家自然科学基金11672098

在线出版日期：2022-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1113-1122