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根据优化理论,在对一个结构进行优化设计时首先需要建立该结构的数学模型,然后对其进行求解得到最优设计方案,但工程中的很多复杂结构是无法建立显式的数学模型或者建立的模型过于复杂以至于难以求解。因此,在优化设计中引入近似模型技术就是为了解决这类优化设计问题的。 近似模型技术是利用有限时数据,构建一个模拟原始问题的输入与输出关系的数学模型,后续的优化求解是在此模型上继续进行。因此,近似模型的精度对实际问题的求解结果尤为重要。本文对目前优化设计中常用的几种近似模型的模拟能力进行了较为系统地研究,并对其中精度较高的插值模型的缺陷进行了修正,最后将修正模型应用到解决实际问题中。主要研究工作和成果包括: (1)了解了近似模型技术的基本理论、特点、发展及应用;学习和掌握了几种工程中常用近似模型的建模原理及方法,综合考虑研究对象的总体精度,问题的复杂及非线性程度,采样规模等多方面因素,选取测试函数对这些近似模型的性能特点和适用范围进行了评价,分析结果表明插值模型(克里格模型和径向基函数模型)的拟合精度较高。 (2)针对两种拟合精度较高的插值模型的缺陷,即样本点的选取对拟合误差影响较大的问题,分别采用不同的方法对其进行修正,测试函数的分析结果表明,改进后的径向基函数模型拟合精度较高。 (3)将改进的径向基函数模型应用于加筋板结构的稳定性优化设计中,获得了比较理想的优化结果。