导　　师： 马海涛

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着计算机技术的发展以及结构优化理论的不断完善,结构优化方法在越来越多的领域得到了应用。在实际工程中大多数随机动力荷载具有非平稳的特征,受非平稳随机激励作用的结构优化研究也越来越引起关注。由于非平稳随机响应分析尤其是灵敏度分析的困难,受非平稳随机激励的结构优化设计研究远未成熟,仍存在诸多待解决的问题。本文研究了非平稳随机响应和动力可靠度的灵敏度分析方法,在此基础上进一步对考虑非平稳随机响应的结构优化问题和基于动力可靠度的结构优化问题开展了系统的研究,主要工作内容如下:1.研究了非平稳随机激励作用下结构响应的灵敏度计算方法,提出了非平稳随机响应灵敏度分析的时域显式直接法。基于动力响应的时域显式表达式,通过直接微分法推导了结构动力响应灵敏度的时域显式表达式,并提出了高效实用的灵敏度分析算法。进一步通过动力响应及其灵敏度的时域显式表达式,提出了非平稳随机激励下结构响应方差的灵敏度分析时域方法,计算结果表明所提方法具有较高的计算精度和计算效率。2.研究了非平稳随机激励作用下结构响应对大量不同参数的灵敏度计算方法,提出了非平稳随机响应灵敏度分析的时域显式伴随法。通过伴随法推导了任一动力响应对不同参数的灵敏度计算列式,提出了高效的算法计算任一响应对不同参数的灵敏度。以此为基础,进一步提出了任意时刻点动力响应的方差对不同参数的灵敏度分析算法,显著地提高了非平稳随机响应对大量不同参数的灵敏度问题的计算效率。3.研究了动力响应灵敏度分析伴随法的一致性问题,对比和讨论了先微分后离散和先离散后微分两种伴随法的计算精度和收敛速度。研究发现,先微分后离散伴随法存在所谓一致性误差的根源是计算中采用的动�

关 键 词： 非平稳随机振动 动力可靠度 时域显式法 灵敏度分析 直接法 伴随法 结构尺寸优化 结构拓扑优化

领　　域： []