摘要：結(jié)構(gòu)在服役期間經(jīng)常受到風(fēng)、地震或車載等激振作用,優(yōu)化調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性以使其避開外部激勵(lì)對(duì)應(yīng)的卓越頻率或高能頻帶,是提升結(jié)構(gòu)安全性的有效手段.論文針對(duì)尺寸約束、頻率禁區(qū)約束和結(jié)構(gòu)重量最小化的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題,基于Kuhn-Tucker條件和頻率對(duì)變量的靈敏度,采用泰勒二級(jí)展開式推導(dǎo)并建立了結(jié)構(gòu)頻率對(duì)變量的二階靈敏度單因子迭代計(jì)算方法,利用MATLAB平臺(tái)編制了計(jì)算程序.算例表明比一階靈敏度算法計(jì)算效率高、收斂穩(wěn)定性強(qiáng),且修正因子在優(yōu)化全過(guò)程中無(wú)需調(diào)整,操作更為便利,并給出了單因子的合理取值區(qū)間.發(fā)現(xiàn)并初步論證了在設(shè)計(jì)變量未全部到達(dá)約束上下界時(shí),'重量不再降低'只能作為最優(yōu)的必要條件,'高階頻率收斂于頻率禁區(qū)上限'則應(yīng)是充要條件,更適合作為收斂判據(jù),其可有力甄別'偽最優(yōu)'狀況.基于數(shù)據(jù)表征,初步揭示了優(yōu)化變量的修改主要受頻率梯度主導(dǎo),并發(fā)現(xiàn)頻率梯度值大小與變量修正幅度大體成反比的變化規(guī)律.該研究對(duì)結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震和在役結(jié)構(gòu)的動(dòng)力加固改造設(shè)計(jì)均具有重要的理論指導(dǎo)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義.