影响结构优化理性准则法优化效果的关键问题研究

深入仔细分析决定理性准则法优化效果与优化效率的关键问题——准则是否准确和迭代计算是否收敛。首次提出在结构优化中，重量作为设计资源除有改善结构性能的一面之外，还会有作为载荷导致结构性能劣化的矛盾的另一面。虚功准则方程组忽略载荷导数，无法考虑重量矛盾作用的另一面，这种忽略不能视为合理近似。因为对于航空航天器、高精度天线和高速运行的机械、车辆等以自重和惯性载荷为主的一大类工程结构，这种忽略导致虚功法，得到的解离最优解相差甚远。导重准则法是严密推导的理性准则法，克服了虚功法准则不准的缺陷，优化效果大幅度提高。理性准则法最后归结为非线性准则方程组的迭代求解，由于工程结构优化的准则方程组难以满足其严格的收敛条件，而可采用步长因子法求解，可以证明使迭代收敛的步长因子一定存在，并可给出步长因子理论取值范围和实际取值方法。以十杆桁架考题和两个天线结构优化为例验证了以上论点。