吉林大学学报(工学版)

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结构拓扑修改静态重分析的BFGS方法

徐涛,程飞,宋广才,禤伟旗,薛冰洋   

  1. 吉林大学 机械科学与工程学院,长春 130022
  • 收稿日期:2007-07-26 修回日期:2007-10-26 出版日期:2009-01-01 发布日期:2009-01-01
  • 通讯作者: 程飞

BFGS algorithm for structural static reanalysis of topological modification

XU Tao,CHENG Fei,SONG Guangcai,XUAN Weiqi,XUE Bingyang   

  1. College of Mechanical Science and Engineering,Jilin University,Changchun 130022,China
  • Received:2007-07-26 Revised:2007-10-26 Online:2009-01-01 Published:2009-01-01
  • Contact: CHENG Fei

摘要: 利用BFGS拟牛顿法的局部超线性收敛特征,提出了基于此方法的结构拓扑修改静态重分析算法。特别是根据初始结构分析结果,构建了三种拓扑修改形式的BFGS修正迭代阵近似Hesse矩阵逆的初始迭代矩阵的设置方法。与随机或一般指定初始迭代阵取为单位矩阵的BFGS算法相比较,应用此特殊选定的初始点,进行BFGS算法求解修改后结构的响应值能显著降低计算成本,计算结果验证了该算法的正确性和有效性。

关键词: 应用力学, 拓扑修改, 结构静态重分析, BFGS拟牛顿法, Hesse矩阵, 有限元系统

Abstract: A new method for the structural static reanalysis of the topological modification was presented using the superlinear convergence property of the BFGS quasiNewton algorithm. According to the analysis results of the original system, the starting iterative matrixes of the BFGS modification iterative matrixapproximation inverse Hesse matrix for all three cases of modification corresponding the number of DoF is unchanged, decreased, or increased were set. Compared with the BFGS algorithm with traditional random selecting the starting iterative as the unit matrix, application of the proposed algorithm to get the response of the modified structure leading to reduce significantly the computational cost. The numerical results proved the exactitude and effectiveness of the proposed structure reanalysis algorithm.

Key words: applied mechanics, topological modification, structural static reanalysis, BFGS quasiNewton algorithm, Hesse matrix, finite element system

中图分类号: 

  • O302
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