Matlab优化工具箱的工程结构可靠度计算

结合非线性规划理论和结构可靠度优化计算方法,用非线性规划软件lingo编制用于公路工程结构可靠度计算的程序,并结合实例进行分析、计算,结果合理可靠。该程序根据其它实际工程情况稍作改动,便可用于其结构可靠度计算,值得推广应用。

为了优化淤地坝坝高设计,把产生经济效益表达为由坝地生产效益、拦泥效益、建坝费用、工程运行费用4个因素构成的目标函数,考虑了淤地面积、拦泥、坝高、淤积年限和上游淹没条件的约束,建立了淤地坝最优坝高的数学模型。介绍了matlab优化工具箱的使用方法,并用于求解优化模型算例,结果表明:使用matlab优化工具箱可以方便快捷地得出优化结果,且输入比较简单,能够提高工作效率。

matlab优化工具箱在钢结构截面优化中的应用——利用matlab优化工具箱对钢结构截面进行优化，具有结果可靠、方便快捷等优点。通过对单、双轴对称组合工字形梁截面的优化结果的分析，提出了在不同情况下，该两种组合工字形梁各自的适用条件。　　

介绍了星齿行星传动的结构,建立了以体积最小进行优化设计的数学模型,简述了利用matlab优化工具箱进行优化的方法,并通过实例对星齿行星传动加以优化,达到了减小体积的目的。

有密封性要求的螺栓组联接被广泛地应用在各种机械或容器中。为了达到最少化的消耗螺栓材料,达到节约成本的目的,以matlab为平台,建立了螺栓组联接的设计模型,并利用matlab优化工具箱中的fmincon函数较好地解决了螺栓组联接设计问题的最优化问题。

分析了机械优化设计课程的性质与特点,讨论了课程教学中存在的问题,将matlab优化工具箱用于机械优化设计的教学,节省了编程调试的时间,能简便快捷地获得可靠的优化结果,学生的学习兴趣得到激发,解决问题的能力得到增强,教学质量获得了提高。

介绍了matlab语言以及优化工具,对matlab优化工具箱中具有的约束规划作了细致的说明,在优化设计理论的基础上,构建了一种优化的数学模型,主要是以人字架机构的质量最小为目标函数,该设计方法能有效解决机械优化设计中存在的问题。

在研究蜗轮蜗杆传动优化数学模型的基础上,以蜗轮的体积最小为优化目标函数,提出了利用matlab的优化工具箱对蜗杆传动进行优化设计的方法。与传统设计方法比较,该方法既满足了强度要求,又大大减小了蜗轮蜗杆机构的体积,提高了设计效率和质量。

通过工程界无数人员的长期摸索和不懈努力，建筑工程的结构设计方法已经逐渐走向了成熟，尤其是在将概率论成功引入之后，建筑工程结构可靠度设计也取得了质的变化和突破性的进展。本文对建筑工程结构可靠度设计的实施方法进行了一定程度的分析和探讨，并针对其中的问题提出了一点看法和总结。

\"工程结构可靠度分析\"课程是钢筋混凝土结构、钢结构等专业课程的重要理论基础,涉及的概率与数理统计知识较多,具有逻辑性强、内容枯燥等特点,学生普遍感觉学习难度大。根据该门课程的特点与教学要求,文章分析了课堂教学中存在的主要问题及成因,然后从课程教学内容的优化、教学方式的改变等方面进行教学改革与实践。实践表明,改进的教学方法激发了学生的积极性与主动性,活跃了课堂氛围,提高了学生的可靠度软件应用能力及动手编程能力,增强了学生解决实际工程问题的能力。

本文利用线性规划方法建立解决大型工程项目土方调配的一般数学模型,进一步提出使用matlab优化工具箱解决复杂线性规划问题的方法。结合某大型公路项目实际,把土方调配问题描述为可供求解的数学形式,针对所求解的问题建立数学模型,通过对数学模型的研究,建立边界约束条件,编写matlab计算程序。调用优化工具箱linprog函数,解决大型工程项目复杂的土方调配问题,获得优化的调配方案。

工程结构的设计可靠度是工程设计预期目标的衡量尺度,恰当地把握工程结构可靠度的相对一致性,既要维护结构安全又要考虑其经济性。

工程结构指利用钢材、木材、砖石、混凝土及钢筋混凝土等建造的工业与民用建筑的承重结构,公路与铁路的桥梁、涵洞工程,港口工程的码头,水利工程的堤坝、渡槽、水闸,给排水工程的水池、水管等.

传统的角接触球轴承的设计是通过反复的试凑、校核,从而最终确定设计方案的,虽能满足一般要求,但往往不是最佳的设计方案。在传统设计的基础上,为了进一步地降低角接触球轴承所受的摩擦阻力和减轻磨损,达到延长使用寿命的目的,以角接触球轴承所受摩擦力矩最小为优化目标,建立优化数学模型,并利用matlab软件的优化工具箱,对角接触球轴承进行优化设计,结果表明达到了优化设计的目的。

遗传算法(ga)作为一种优化算法,用于结构可靠度分析,对目标函数和约束条件没有过于苛刻要求,利用matlab软件,引入遗传算法编制相应程序,验证已知功能函数的结构构件的可靠度。工程实例计算表明,结合遗传算法分析结构体系可靠度,不受搜索空间的限制性假设的约束,不要求目标函数具有连续性、可导等假设,其结果与其他算法结果具有一致性。

针对传统的遗传算法容易产生早熟收敛现象以及局部搜索能力较差等缺陷,结合鱼群算法中具有加快寻优速度的追尾行为和克服局部极值能力较好的聚群行为对其进行改进。将改进后的遗传算法应用到框架结构的可靠度分析中,并以门式框架结构为例,建立了以单元截面积、外荷载为设计变量,可靠度指标为目标函数的优化模型。分别采用jc法与改进遗传算法对门式框架结构的可靠度指标进行对比计算,两种算法在同一验算点不同荷载值下的可靠度指标的计算结果相近,但改进后的遗传算法在分析过程中受到的约束条件较少,简单高效。

传统的转向梯形机构的设计,一般采用作图法和解析法,作图法误差较大,解析法计算量大。为此,采用matlab优化工具箱对农用运输车进行转向梯形的优化设计。针对前置梯形和后置梯形两种情况采用了fmincon函数和ga函数。通过设计实例的计算和分析,表明了matlab优化工具箱对于解决农用运输车转向梯形的优化设计这类实际工程约束最优求解问题是有效的,而且精度较高,计算量较小。

基于工程结构可靠性设计理论,针对结构工程质量指标中的材料及制品的变异性,利用数理统计原理,分析了质量管理和控制中的有关问题,并举例说明了质量管理及控制方法。

基于工程结构可靠性设计理论，针对结构工程质量指标中的材料及制品的变异性，利用数理统计原理分析了质量管理的方法和质量控制中的有关问题，并举出实例说明质量管理及控制方法。

本文从建设项目设计可行性论证角度出发.提出丁利用结构主要构件预测系统结构可靠度和使用寿命1舳方法.并利用数学模型近似推导出当建筑工程达目标使用期时结构可靠程度的表达式和可靠区间,明确丁结构可靠度与目标使用寿命的定量关系.为进一步定量评价设计质量是否可靠,项目是否可行提供丁理论依据.

国务院各有关部门,各省、自治区、直辖市建委(建设厅)、有关计委,各计划单列市建委,新疆生产建设兵团:根据国家计委《一九八七年工程建设标准规范制订修订计划》(计综[1986]2630号文附件八)的要求,由交通部会同有关部门共同制订的《公路工程结构可靠度设计统一标准》,经有关部门会审,批准为推荐性国家标准,编号为gb/t50283-1999,自1999年10月1日起施行。

基于结构可靠度分析方法—jc法、蒙特卡罗法和响应面法的基本原理,利用matlab软件对算例编制了相应计算程序,并对计算结果进行了比较.计算结果表明,利用matlab可以编制结构可靠度分析程序,计算结果较快,数据合理,并为复杂结构的可靠性分析提供参考.