浙江大学硕士学位论文摘要摘要随着社会向节约型社会的转变，使得各种优化被提上日程，工程结构优化是其中一个重要的方面。随着电子计算机的发展使得以前不能实现的工程结构优化，在现在变得可能实现，而传统的优化方法由于实施上的限制不能够满足现代计算的要求，而群体智能算法的出现使得一些工程结构优化的应用变成可能。群体智能算法是以群体为基础的多点随机搜索算法，它包括进化算法、免疫算法、粒子群算法、蚁群算法、人工鱼群算法等典型智能算法。群体智能算法具有较强的鲁棒性和较强的全局搜索能力与局部搜索能力以及隐含有并行性，而且对于目标函数及约束函数无特殊的要求，具有“黑匣子”的功能，能够克服传统的优化方法不足。群体智能算法具有较大的发展空间，具有丰富的表现形式，它们之间有着本质的联系，使得他们之间能够很好的融合。本文旨在于介绍将群体智能算法的实现及将其应用于工程结构优化设计，为将群体智能算法服务于工程结构优化提供参考。关键字：工程结构优化群体智能算法( C t A ) 进化算法( E A ) 遗传算法( G A ) 人工免疫算法( L ) 粒子群算法( P S 0 ) 蚁群算法( A C 0 ) 人工鱼群算法( A F S F )H浙江大学硕士学位论文A B S T R A C TA B S T R A C TA st h es o c i e t yt r a n s f o r m si n t oc o n s e r v a t i o n o r i e n t e ds o c i e t y ，m a k i n gav a r i e t yo fo p t i m i z a t i o nh a sb e e np u to nt h ea g e n d a ，e n g i n e e r i n gs t r u c t u r a lo p t i m i z a t i o ni so n ei m p o r t a n ta s p e c t A l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt h ee n g i n e e r i n gs t r u c t u r a lo p t i m i z a t i o n st h a tu n a b l et ob er e a l i z e db e f o r e ，n o wm a yr e a l i z e ，w h e r e a st h et r a d i t i o n a lo p t i m i z a t i o nm e t h o d ss i n c et h ei m p l e m e n t a t i o no fr e s t r i c t i o n so nt h ec a l c u l a t i o nc a l ln o tm e e tm o d e mr e q u i r e m e n t sa n dt h ee m e r g e n c eo fc o m m u n i t yi n t e l l i g e n c ea l g o r i t h mm a k e san u m b e ro fe n g i n e e r i n gs t r u c t u r e so p t i m i z e da p p l i c a t i o n sb e c o m ep o s s i b l e C o m m u n i t yi n t e l l i g e n c ea l g o r i t h mi sam u l t i p o i n tr a n d o ms e a r c ha l g o r i t h mt h a tb a s e do nc o m m u n i t y ，w h i c hi n c l u d e st h ee v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m ，i m m u n ea l g o r i t h m ，p a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o n ，a n tc o l o n ya l g o r i t h m s ，a r t i f i c i a lf i s h - s w a r i la l g o r i t h ma n dS Oo nt y p i c a lo fi n t e l l i g e n ta l g o r i t h m s C o m m u n i t yI n t e l l i g e n c ea l g o r i t h mh a ss t r o n gr o b u s t n e s sa n ds t r o n gg l o b a ls e a r c ha b i l i t ya n dl o c a ls e a r c hc a p a b i l i t i e s ，a sw e l la sI m p l i c i tp a r a l l e l i s m ，b u ta l s ow i t hn os p e c i a lr e q u i r e m e n t sf o rt h eo b je c t i v ef u n c t i o na n dc o n s t r a i n tf u n c t i o n ，w i t ha ”b l a c kb o x ”f u n c t i o n ，w h i c hi sa b l et Oo v e r c o m et h es h o r t a g eo ft h et r a d i t i o n a lo p t i m i z a t i o nm e t h o d s C o m m u n i t yI n t e l l i g e n c ea l g o r i t h mh a sal a r g e rs p a c ef o rd e v e l o p m e n t ，w i t har i c hm a n i f e s t a t i o no ft h el i n kb e t w e e nt h e mi nn a t u r e ，m a k i n gt h ei n t e g r a t i o nb e t w e e nt h e mw e l l C o m m u n i t yi n t e l l i g e n c ea l g o r i t h mi si n t r o d u c e di n t ot h eo p t i m i z a t i o no fe n g i n e e r i n gs t r u c t u r e sw h i c hw i I lm a k et h eo p t i m a ld e s i g no fe n g i n e e r i n gs t r u c t u r e su n d e r g o i n gm a j o rc h a n g e s T h i sa r t i c l ei sf o rt h ep u r p o s eo fi nt h ei n t r o d u c t i o nf o rr e a l i z a t i o no fc o m m u n i t yi n t e l l i g e n c ea l g o r i t h ma n di t sa p p l i c a t i o nf o ro p t i m u md e s i g no fe n g i n e e r i n gs t r u c t u r ea n dp r o v i d i n gar e f e r e n c ef o rt h ec o m m u n i t yi n t e l l i g e n c ea l g o r i t h mi nt h es e r v i c eo fo p t i m i z a t i o no fE n g i n e e r i n gS t r u c t u r e s K e yw o r d s ：e n g i n e e r i n gs t r u c t u r eo p t i m i z a t i o nc o m m u n i t yi n t e l l i g e n c ea l g o r i t h m ( C I A ) e v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m s ( E A ) g e n e t i ca l g o r i t h m ( G A la r t i f i c i a li m m u n i t ya l g o r i t h m ( I A ) p a n i c l es w a r ma l g o r i t h m ( P S 0 ) a n tc o l o n yo p t i m i z a t i o n ( A C O ) a r t i f i c i a lf i s hs w a r ma l g o r i t h m ( A F S MI I I浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特另0 加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盘江大堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者她壅坌签字吼独年毒月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：吴够签字日期：五垃年手月4 日签字日期：冽竺年乒月卫日浙江大学硕士学位论文致谢致谢非常感谢我的导师卓新副教授。导师知识渊博、思维敏捷、治学严谨、为人正直以及平易近人的性格都深深影响着我，使我受益非浅。我的论文得以顺利完成与导师孜孜不倦的教诲和无私的指导是分不开的，特在此表达我对导师深深的敬意和谢意。 感谢施工教研室吕延超、郭小玲、张国发、赵霄、张痒足、杨帆、季亮、许国杰、殷晨、宋智杰、郝维平等师兄弟，对他们给予的帮助和鼓励表示深深的谢意。特别感谢我的父母和弟妹，是他们伟大、无私的爱关爱和鼓励才让我有机会完成我的学业，在此表达我对他们深深的敬意。最后，感谢评阅本篇硕士论文和出席论文答辩的各位专家教授在百忙之中给予学生的指导。李建2 0 1 0 年2 月于浙大浙江大学硕士学位论文第1 章绪论第1 章绪论1 1 工程结构优化概述1 1 1 结构优化设计的内容结构优化设计是设计者根据设计要求，在全部可能的结构方案中，利用数学手段，计算出若干个设计方案，按设计者预定的要求，从中选择出一个最好的方案。因而优化设计所得到的结果，不仅仅是“可行的”，而且是“最优的”。这里所说的“最优”，是相对设计者预定的要求而言。“最优”的概念是相对的，随着科学技术的发展及设计条件的变动，最优的标准也将发生变化。优化设计反映了人们对客观世界认识的深化，它要求人们根据事物的客观规律，在一定的物质基础和技术条件下，充分发挥人的主观能动性，得出最优的设计方案。结构优化设计研究的内容有三个方面r 1 4