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)計參數(shù)來設(shè)計結(jié)構(gòu)動力特性以使其避開外部激勵對應(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)動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計問題,基于Kuhn-Tucker條件和頻率對變量的靈敏度,采用泰勒二級展開式推導(dǎo)并建立了結(jié)構(gòu)頻率對變量的二階靈敏度單因子迭代計算方法,利用MATLAB平臺編制了計算程序.算例表明比一階靈敏度算法計算效率高、收斂穩(wěn)定性強,且修正因子在優(yōu)化全過程中無需調(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)計變量未全部到達約束上下界時,'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.該研究對結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震和在役結(jié)構(gòu)的動力加固改造設(shè)計均具有重要的理論指導(dǎo)價值和現(xiàn)實意義.