有限元方法对拱桥拱轴线优化的研究

提出了通过确定设计变量,状态变量和优化准则,以有限元方法迭代计算求得最优的拱桥拱轴线的方法,最后,给出工程算例,表明文中的算法较好地改善了拱的受力状态。     

拉索网壳结构优化设计的快速方法

探讨了以预应力和截面尺寸为设计变量的拉索网壳结构优化设计问题.建立了拉索网壳结构提高承载力的线性规划模型,提出了拉索网壳结构优化设计的序列线性规划法,优化方法采用单纯型法和准则法.算例表明该方法具有较好的计算效率和收敛性.     

基于序列线性规划的空间钢框架优化

基于序列线性规划和对偶仿射尺度法,以结构用钢量最低为优化目标,以截面尺寸为优化变量,推导了空间钢框架结构整体优化有限元模型。通过编程实现结构在包括杆件强度、稳定,节点位移,结构层间位移角的多种约束条件下的优化设计。以一个简单不规则钢框架算例验证了优化程序的可行性;通过收缩约束条件验证了程序主动控制不同应力、位移约束的效果。对一个主次梁体系结构进行优化设计,同时考虑规范对构件、结构的多项限值,验证了优化算法和程序能够满足工程实际的需要。     

基于改进遗传算法桁架结构优化设计

探讨了遗传算法在离散变量结构优化设计中应用。在优化设计模型中采用凝聚函数处理约束条件,引入小生境(niche)技术、改进交叉方法以及采用竞争最优保留策略来改善遗传算法性能。最后通过算例验证了本文方法的可行性和有效性。     

同时考虑构件刚度和预应力的索网结构刚度优化

同时以单元轴向线刚度和力密度为设计变量,提出一种结构整体刚度的优化方法,使索网在特定荷载作用下能够满足多点位移限值的约束条件.针对索网结构的切线刚度矩阵,建立了以上两类设计变量分别与结构线弹性刚度和几何刚度的解析关系式.不考虑外荷载变化,推导了两类设计变量与结构位移的近似增量关系,并给出其灵敏度矩阵的解析表达式.针对给定荷载下的索网多点变形约束条件,借助灵敏度矩阵的特征空间性质,提出了一种结构刚度优化的数值策略,并指出优化设计变量与目标位移间存在的效率评价问题.以一个梯形平面马鞍形索网为算例,利用该方法对结构刚度进行优化以使索网在给定荷载下能够满足预先设定的位移场限值要求.计算结果不仅验证了算法的有效性,也反映出进行优化结果的效率评价是必要的.     

预应力桁架优化设计

探讨了以预应力和截面尺寸为设计变量的预应力桁架优化设计问题，建立了预应力桁架提高承载力的线性规划模型，提出了预应力桁架优化设计的两阶段法，优化方法采用单纯型法和准则法。从文中算例可看出，该方法具有较好的计算效率和收敛性。     

箱形伸缩式吊臂优化设计研究

本文提出了箱形伸缩式吊臂优化设计的一种新算法——满约束优化方法。通过对各设计参数和约束条件的分析,适当地选择设计变量,使设计变量维数得到降低。论证了达到最优点的条件,编制了吊臂优化设计程序,其迭代方向由约束状态的判断决定,所选择的变量对迭代完全是单调变化,当迭代点由容许集外进到容许集时,便可作为最优点停机。算法结构简单,且迅速有效,并将该程序用于QY45型轮式起重机吊臂的优化设计中,取得了良好的效果。     

基于混合变量的预张力结构优化设计研究

探讨了以预张力和截面尺寸为设计变量的预张力结构优化设计问题.建立了预张力结构优化设计的数学模型,提出了基于混合变量的预张力结构优化设计的两级算法.第一级优化以预张力作为设计变量,采用基于连续变量的数学规划法进行搜索,第二级优化在固定预张力状态下,在构件截面尺寸变量级采用离散变量优化设计方法求解.从文中算例可看出,该方法具有较好的计算效率和收敛性.     

一种应用于预应力钢结构的混合优化设计算法

提出了一种综合运用数学规划法、满应力准则法和遗传算法的混合优化设计算法,解决预应力钢结构优化设计中两类变量、三个方面的优化设计问题,分别为连续变量、非连续变量和形状优化、截面优化、预应力优化。通过算法原理分析和算例计算,表明该优化算法有一定的应用价值。     

框剪(筒)结构剪力墙的合理布局问题

为解决高层框剪(筒)结构剪力墙的合理布局问题,提出一种专门用于给定外荷载下受位移约束并使剪力墙重(用)量最小的剪力墙布局优化设计方法——直接迭代搜索法(DISM法),编制了计算机优化程序.算例表明:该法实用简单,收敛平稳,剪力墙布局优化结果令人满意.