液压挖掘机反铲工作装置结构优化设计(上)

本文用非线性规划方法对液压挖掘机反铲工作装置进行结构优化设计。通过对各设计要素的综合分析,提出结构优化策略,建又了数学模型。运用FORTRAN语言在IBM-PC微机上编制了结构应力分析和结构优化设计程序。结构最大应力分布规律的分析是优化位置选择和设计合理性评价的依据。现有反铲工作装置的优化结果表明,优化后结构自重明显减轻,应力分布得到改善。作为本文的实际应用,作者对长江挖掘机厂开发产品WY100型进行了工作装置结构优化设计,提供了一组结构参数。     

大跨悬索桥成桥状态初始构形及内力的确定方法

悬索桥结构分析的首要问题是如何确定成桥状态时缆、索、梁的空间位置(即成桥状态初始构形)和缆、索构件的内力(即单元初应变)。基于通用有限元程序,本文先用悬链线公式给出主缆的近似位置,然后通过对结构进行拆分、组合的分析过程,详细地给出了悬索桥成桥状态初始构形和缆、索内力的确定方法。对于单跨悬索桥的边跨,根据其主缆水平分力与中跨相等的原则,用悬链线公式即可给出主缆线形。最后,本文对润扬悬索桥的成桥状态进行了计算确定,并与竣工实测数据进行了对比。对比分析表明,计算结果与实测结果较为一致,本文方法具有很好的工程应用价值,可为同类大跨悬索桥的计算分析提供有益的参考。     

国家体育场钢结构设计中的优化技术

针对国家体育场大跨度钢结构中存在用钢量较大的问题,通过对主结构和次结构的布置进行调整,使结构的受力性能与节点构造得到了改善;在板件应力状态分析的基础上,提出了适用于焊接薄壁箱形构件的设计方法;根据主结构与次结构受力的特点,提出合理确定杆件计算长度系数的方法;提出钢结构分段吊装方案,合理确定临时支撑塔架的位置,并考虑安装顺序对结构抗震性能的影响;通过合理选用新型中国产高强钢材,有效地控制了结构自重;在ANSYS软件平台上开发了设计与优化功能,以满足国家体育场复杂大跨度钢结构设计的需求;通过多种布索方案的综合比较,对采用预应力技术的可行性进行了深入的研究。通过对多种优化方法的研究与应用,有效地减小了国家体育场大跨度钢结构的用钢量,并取得了显著的技术进步及社会经济效益。     

ETFE充气膜结构形态优化分析

基于肥皂泡成型原理,提出了一种气枕形态优化方法,并用APDL编写了相应的程序.通过对比分析圆形ETFE气枕的优化结果与理论值,验证了优化方法的准确性.同时,利用编制的程序对三角形、菱形、六边形、椭圆形等ETFE气枕进行了优化分析,并考察了边界空间位置变化对六边形气枕找形的影响.分析表明,在内部气压与起拱高度一定的情况下,本文提出的找形优化方法可确定气枕的最优形状和膜内应力.     

液压挖掘机反铲装置强度计算位置优化选择

本文介绍了液压挖掘机反铲工作装置结构设计时,选择强度计算位置的方法,并在结构应力电算分析的基础上,用优化方法进行反铲装置强度计算位置的选择,为工作装置的结构优化设计、强度验算、试验的位置选择,提供参考依据。     

塔机平衡臂吊点位置的确定及程序设计

目前，塔式起重机平衡臂吊点位置仍有不少采用经验法或类比法确定，结果有可能存在吊点内外段最大应力相应过大，从而使截面尺寸过大，自重增加和成本提高，本文从优化观点出发，采用等强度原则，对平衡臂拉杆吊点位置的确定作一分析并编制了相应的计算机辅助程序。     

建筑工程检测中存在的问题分析

无损检测技术的应用主要就是对建筑工程施工效果进行检测,确定建筑结构中是否存在质量问题,并在此基础上来确定优化方案,对存在的故障进行完善,确保工程结构施工完全满足建设需求。现在逐渐有更多新型的无损检测技术被应用到建筑工程检测中,并取得了一定的效果,但是从整体上来看,还存在一定的问题,需要基于应用现状进行分析,针对存在的问题来选择有效的措施进行优化。本文对无损检验进行了分析,并针对存在的问题提出了相应的优化措施。     

中老铁路扩径再制造盾构结构体系优化及施工技术

本文以中老铁路扩径工程为背景,提出再制造盾构结构体系和施工技术的优化方案。首先参照传统盾构结构体系的基本参数分析了当前盾构结构体系存在的问题;其次在耐磨程度、刀盘配置和开口率等方面优化了刀盘结构,在转矩、驱动功率方面优化了推动结构,在容量、型号方面优化了排渣结构;然后提出了优先确定隧道特征状态再建立模型再完善施工的施工技术流程;最后通过对友谊隧道的扩径工程实践数据分析,得到本文的再制造盾构结构体系比传统方案下的盾构结构平均每1km刀盘卡顿次数减少3~5次,刀盘磨损减少1/6,本文提出的施工技术比传统的施工技术偏差率减小0.5%。     

建筑标准强制性条文形成机制现状分析与改进建议

本文介绍了我国建筑标准强制性条文确定原则与程序、表现形式和审查机构的现状,分析了强制性条文形成机制存在的问题和不足,由此提出优化改进的建议。     

单向板在任意曲线荷载作用下的弯矩分布计算与配筋设计

单向板上作用有曲线荷载时,在一般的结构分析文献上难以查到曲线荷载作用下的板内弯矩计算公式。为了能够确定任意曲线荷载作用下单向板的弯矩分布以及最大弯矩位置,基于弹性理论,导出了任意曲线荷载作用下板内弯矩的计算公式,并编制了相应的MATLAB程序,将本文结果与ANSYS计算结果比较,两者吻合良好。本文给出的MATLAB计算程序可快速精确计算任意曲线荷载作用下单向板上的弯矩分布,为结构工程师解决此类问题提供了实用方法。     

相邻结构间控制器位置及控制律的降阶优化方法研究

相邻结构以控制器联系的控制体系结构间控制器设计包括两项内容,即控制器数量和位置确定及控制器参数确定。本文应用LQG问题的有关结论,建立了在系统最优反馈控制增益不变情况下系统最优控制性能指标随控制作用分布矩阵变化的增量解析式。在这个结论的基础上,建立了系统控制器优化分布的设计方法,并应用分级降阶的迭代方法,克服了反馈控制增益不变的缺陷,使大型结构中安装少量控制器时,求解出控制器最优布置的精确解。本文的研究结果建立了同时优化控制器的数量、位置和反馈增益的设计方法。     

塔机双吊点水平起重臂结构优化设计研究

以塔机双吊点水平起重臂作为研究对象,根据臂架的工作特点和性能要求,提出了吊点位置优化和型钢规格优化的两级结构优化设计策略,建立了臂架控制截面应力分布最均衡和臂架最轻的结构优化数学模型,编制了臂架结构应力计算程序和优化程序,计算表明优化后典型工况下臂架各危险截面的应力分布和臂架重量较优化前有较大的改善和减少。     

基于能量准则的框架剪力墙结构优化设计研究

对框架剪力墙结构中剪力墙位置优化设计问题建立了数学模型,针对剪力墙位置分析的离散变量广义0-1规划问题,采用微粒群算法对其优化数学模型进行求解,并由INVENTOR三维建模软件对其进行了模态分析和数字模拟。结果表明,微粒群优化算法对剪力墙位置优化分析和计算是有效的,从而为框架剪力墙结构中剪力墙位置的设计提供有效的方法和依据。     

考虑几何非线性影响的单层网壳优化设计

本文研究了单层网壳结构以杆件自重最轻为目标函数的优化问题，给出了考虑位移约束和应力约束的优化算法，优化过程中考虑了结构几何非线性的影响。编制了相应的计算程序，并通过算例分析验证了本文方法的有效性。算例分析还表明了单层网壳优化中几何非线性影响的重要性。     

旋挖钻机桅杆的有限元结构优化分析

针对旋挖钻机桅杆变形问题,利用三维绘图软件Pro/E和有限元分析软件,结合旋挖钻机桅杆自身的几何特点,探讨旋挖钻机桅杆在偏心受压情况下,通过结构优化来实现桅杆变形最小化.应用有限元分析方法首先确定通过安装背滑轮可以有效减小桅杆变形量;然后通过调整桅杆背滑轮位置和吊锚架上滑轮架位置,分析桅杆变形,最后确定桅杆产生最小变形时的最佳优化位置.提高旋挖钻机桅杆在工程施工中的稳定性,为旋挖钻机桅杆的进一步优化设计和研究提供理论依据.     

基于灵敏度矩阵的虚拟质量快速优化布置方法

在结构上附加虚拟质量可以提高测试模态的灵敏度和数据量,是一种有效的损伤识别方法。由于虚拟质量的大小、数量和位置对损伤识别影响较大,所以虚拟质量的优化布置是准确识别损伤的前提。针对这一问题,提出基于灵敏度矩阵的虚拟质量快速优化布置方法。首先建立灵敏度信息矩阵,利用灵敏度分析确定虚拟质量大小;然后利用所提出的灵敏度矩阵体积最大准则和逐步快速搜索方法,优化虚拟质量的布置位置;最后,通过简支梁结构的数值仿真验证方法的有效性。通过分析不同大小的虚拟质量和不同位置布置方案对于损伤识别精度的影响,确定该方法能够高效快速地得到虚拟质量优化布置方案,并且能够准确地识别出结构的损伤位置和程度。     

钢筋混凝土框架结构限额设计的优化方法

在保证结构安全的前提下,对结构进行限额设计,是目前建设单位对设计单位的要求。因而对设计提出了更高的标准。在限额设计的要求下,设计人员有两个趋向:一是设计尽量满足设计规范的下限,从而达到限额的目的;二是进行局部调整,试图达到限额设计的要求。而实际上,在限额设计的要求下,结构设计都存在一定的问题。本文寻求一种优化设计的方法来解决限额设计存在的问题。通过对传统的结构优化设计方法和结构优化理论的分析与比较,本文引入面向对象技术机制,应用面向对象程序设计技术,运用类、对象、成员函数等概念将结构优化问题进行数据抽象处理。在此基础上,编制Visual C++程序对问题进行优化求解,并结合CAD接口技术将求解结果进行可视化处理。     

程序静态切片技术在B/S模型软件性能测试中的应用

程序切片技术广泛的应用于软件代码错误定位,它根据程序的切片来确定软件的测试范围,进而确定错误位置。本文结合图论原理应用静态程序切片思想,构造程序结构图,并建立邻接表,应用Load Runner对B/S模型软件性能测试,实现了高效、全面、可靠的测试,达到了预期目标。     

基于粒子群优化算法(PSO)的张弦桁架结构优化设计

本文采用Matlab语言编制了张弦桁架结构通用的有限元模型分析程序。通过此程序,可以快捷地得到不同几何参数的张弦桁架结构模型,并能进行杆件内力分析,分别采用SAP2000和ANSYS分析软件对其计算结果进行了验证,结果表明三者的计算结果一致。在此基础上,采用Matlab语言编制了粒子群算法优化程序,对某实际张弦桁架结构采用本文优化方法进行了优化设计,优化结果表明本文提出的优化方法具有较高的精度和较好的收敛性。最后对不同跨度的张弦桁架结构模型进行了截面优化设计,为初步设计提供了参考。     

多热源集中供热系统最优水力交汇点位置确定

多热源集中供热系统设计时,往往依据经验来确定水力交汇点位置,难以保证系统达到最优状态,造成能耗增加.针对这种情况,本文在对多热源枝状管网进行具体分析的基础上,提出以供热系统水泵总耗电量最小为节能优化目标,确定最优水力交汇点位置.最后,分别针对某2热源与3热源实际供热系统,编制了相应的优化程序,并将计算结果与常规经验值比较,验证了该方法的可行性与有效性.