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08.05.2019 | Research Paper | Ausgabe 1/2019

Structural and Multidisciplinary Optimization 1/2019

Robust optimization of uncertain structures based on interval closeness coefficients and the 3D violation vectors of interval constraints

Zeitschrift:
Structural and Multidisciplinary Optimization > Ausgabe 1/2019
Autoren:
Jin Cheng, Zhenyu Liu, Yangming Qian, Di Wu, Zhendong Zhou, Wei Gao, Jia Zhang, Jianrong Tan
Wichtige Hinweise
Responsible Editor: Junji Kato

Publisher’s note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

In this paper, a novel direct interval robust optimization approach is proposed so that the robust optimal design vectors for structures with interval uncertainties can be achieved. A new concept of interval closeness coefficient is proposed to describe the relative positional relationship between the boundaries of two intervals. Subsequently, the explicit formulae for calculating the four interval closeness coefficients between the boundaries of an interval constraint mechanical performance index and those of its corresponding given interval constant are put forward. Consequently, the 3D violation vectors of different interval constraints can be calculated, and the feasibility of a design vector can be evaluated by its total 3D violation vector of all interval constraints. Finally, various design vectors are directly ranked according to the preferential guidelines considering the robustness of all the mechanical performance indices of uncertain structures, which is realized by integrating the Kriging technique and nested genetic algorithm. Unlike the traditional robust optimization of structures involving interval uncertainties, the proposed method can avoid the complicated model transformation process and ensure the robustness of all the mechanical performance indices of the optimal solution. Two examples are thoroughly investigated, the results of which demonstrate the applicability and advantages of the proposed approach.

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