[发明专利]一种适用于连接结构的离散优化设计方法

权利要求书

1.一种适用于连接结构的离散优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立相应的有限元模型，并通过试验验证该模型的有效性；

步骤2：确定优化设计目标和约束，并确定离散优化设计变量及各设计变量的取值空间；

步骤3：采用三水平正交表进行优化设计，针对设计变量个数确定初始设计水平和相应三水平正交表；

步骤4：对正交表各样本点进行仿真计算，得到各响应的仿真值，将各约束值附加到各目标值，得到修正响应值，并通过计算得到各样本点的综合评分值；

步骤5：获得该迭代步的最优设计结果；

步骤6：判定设计目标是否满足迭代判定条件，若满足迭代判定条件则得到最终设计结果，若不满足条件则对各变量设计空间进行移动，并回到步骤3。

2.如权利要求1所述的一种适用于连接结构的离散优化设计方法，其特征在于：所述步骤1中利用前处理软件Hypermesh来建立所述的有限元模型。

3.如权利要求1所述的一种适用于连接结构的离散优化设计方法，其特征在于：所述步骤3中三水平正交表中各个设计变量的三个水平值作如下规定，即：Level2为初始设计，Level1与Level3分别为Level2相邻的备选值。

4.如权利要求1所述的一种适用于连接结构的离散优化设计方法，其特征在于：所述步骤4采用商业软件LS-DYNA进行仿真计算并得到各个响应的仿真值。

5.如权利要求1所述的一种适用于连接结构的离散优化设计方法，其特征在于：所述步骤4通过采用罚函数法将各约束值附加至各目标值上，得到各目标的修正响应值，具体计算方法为：

Rnew=R+P(x)]]>

P(x)=s×Σi=1mmax[0,vi]]]>

式中：R为响应值，R_new为修正响应值，P(x)为惩罚函数，v_i为第i个约束的罚值，s为罚因子。

6.如权利要求1所述的一种适用于连接结构的离散优化设计方法，其特征在于：所述步骤4采用加权评分值方法获取各样本点的综合评分值，加权评分值计算方法为

Yj=Σi=1kTi]]>

优化设计目标要求最小：

优化设计目标要求最大：

优化设计目标要求特值：

式中：j为试验号；i为指标序号；b_i为第i个指标的权值；Y_j为第j次试验的综合评分；y_ji为第j次试验的第i项指标值；y_0i为基准试验的第i项指标值；y₀为优化特定值；k为指标个数。