基于matlab与ansys的结构优化设计

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1、第13卷第3期大连民族学院学报Vol．13，No．32011年5月JournalofDalianNationalitiesUniversityMay2011文章编号:1009－315X(2011)03－0284－04基于MATLAB与ANSYS的结构优化设计12宋宏伟，刘浩(1．大连民族学院土木建筑工程学院，辽宁大连116605;2．大连理工大学建设工程学部，辽宁大连116024)摘要:遗传算法是近些年逐渐发展起来的一种智能的优化算法。MATLAB中的遗传算法工具箱集成了当前比较成熟的各种遗传操作算子，借助它可以方便地完成各种问题的

2、优化。为使遗传算法更高效的应用于结构优化设计，研究了在MATLAB中调用ANSYS的方法，实现了MATLAB与ANSYS的数据传递，并用该方法对一钢框架结构进行了优化设计，验证了此方法的可行性。关键词:遗传算法;优化设计;ANSYS;MATLAB中图分类号:TU391文献标志码:AOptimumStructuralDesignBasedonMATLABandANSYS12SONGHong－wei，LIUHao(1．DepartmentofCivilEngineering，DalianNationalitiesUniversity，D

3、alianLiaoning116605，China;2．FacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversityofTechnology，DalianLiaoning116024，China)Abstract:Thegeneticalgorithmisonekindofintelligentoptimizedalgorithmwhichdevelopsgraduallyinrecentyears．Ithasstrongoverallsituationsearchability．Itals

4、ocansolvemost［1－3］problemsoftheoptimizationoftheengineeringefficientlyandaccuratelythroughthecombi-nationwith．TherearevarietiesofmaturegeneticoperatorsintegratedinthegeneticalgorithmtoolboxoftheMATLAB，andwecancompletevarietyofoptimizationproblemseasilythroughit．Inorder

5、tomakethegeneticalgorithmapplytooptimumstructuraldesign，westudiedthemeth-odofcallingANSYSinMATLAB，andcompletedthedatatransferbetweenMATLABandAN-SYS．Thenweusedthisoptimumdesignmethodonasteelframestructure，andveritiedthefea-sibilityofthismethod．Keywords:geneticalgorithm;

6、optimumdesign;ANSYS;MATLAB伴随着数学、力学和计算机的发展，结构优化研究表明，该方法可以快速达到最优解的80%，设计也逐渐发展、成熟起来。ANSYS是最早开发但却很难收敛到最优解。一阶方法使用因变量的结构优化设计模块的有限元分析软件之一，它提导数值来确定搜索方向，其局部搜索能力很强，但供两种优化方法，即零阶方法和一阶方法。二者全局搜索能力较差，很容易收敛到局部极小值点。均是将约束的优化问题转化为非约束的优化问题遗传算法是近些年逐渐发展起来的一种智能的优来求解。零阶方法只用到因变量而不用它的偏导化算法，它具有较

7、强的全局搜索能力，并且可以与数，其全局搜索能力很强，而局部搜索能力较差，其他常规优化算法相结合，进而高效、准确地解决收稿日期:2011－04－11;最后修回日期:2011－04－25作者简介:宋宏伟(1978－)，男，河南漯河人，讲师，大连理工大学建设工程学部博士研究生，主要从事工程结构及新材料的研究。第3期宋宏伟，等:基于MATLAB与ANSYS的结构优化设计285［1－4］大多数的工程优化问题。MATLAB中的遗传法，使遗传算法优化变的更加简单、高效。其主程算法工具箱集成了当前比较成熟的各种遗传算序ga．m的调用格式如下:子，借

8、助它可以方便地完成各种问题的优化求解。x=ga(@fitnessfcn，nvars，options)本文通过在MATLAB中将ANSYS作为子程序调或用的方法来研究遗传算法在工程结构优化中的应［x，fval］=ga(@fitnessf