筏型地基加强梁的拓扑优化分析

对筏型基础的加强梁分布进行拓扑优化分析,提出一种应力约束下的格栅结构的拓扑优化方法。采用正交异性增强复合材料模拟该类格栅连续体（或加肋板）,该结构由无限细无限密的梁（或肋）构成。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,优化过程采用满应力准则法,利用有限元分析,经过少量迭代可以建立优化的材料连续分布场。借助程序自动生成的弯矩分布图,指导加强梁或加强筋的分布与走向,成为加肋板,显著地减小板的挠度,可以在原有基础上适当减小板的厚度,节省材料。     

基于连续体拓扑优化的大型基座轻量化设计

拓扑优化设计能在给定约束和边界条件下,获得最优的材料布局。研究了连续体结构拓扑优化在大型基座轻量化设计中的应用。介绍了连续体拓扑优化原理,建立了拓扑优化的数学模型;对某大型经纬仪的基座进行连续体拓扑优化设计,获得基座的最优材料分布结果;以拓扑优化结果呈现的材料分布特征为依据,用空心方钢管构建桁架结构基座,完成轻量化基座的设计;对设计结果进行有限元分析,结果表明,轻量化基座与传统铸造结构基座相比,在保证静力载荷变形不变的情况下,可减重357.4kg,轻量化率为27.8%。     

应力约束下连续体结构的拓扑优化

为了研究应力约束下连续体结构拓扑优化问题,利用独立、连续、映射方法,对单元质量和许用应力采用不同的过滤函数,建立了以质量为目标,应力约束下的连续体结构拓扑优化模型．引入了新的删除准则,利用二分法得到了自适应的删除率,减少了迭代次数,提高了求解效率．并在MSC／Patran&Nastran软件的开发平台上实现了该算法,分析了结构在拓扑优化前后的应力分布．二维和三维数值算例表明该算法具有可行性和有效性．     

拓扑优化在车架轻量化设计中的应用

利用OptiStruct软件,通过将刚度最大问题转化为柔度最小,选取车架作为研究目标,采用密度法对其进行拓扑优化,利用拓扑优化得到的密度云图作为轻量化设计的材料分布思路,完成新模型的构建,并验证优化方案的可行性,在满足其各种工况性能要求基础上,质量减轻3.11%。为进一步对整车及零部件应用拓扑优化提供参考。     

连续体结构屈曲约束下拓扑优化的ICM方法

用独立、连续、映射(ICM)方法解决具有屈曲约束的连续体拓扑优化问题．引入独立、连续的拓扑变量,建立以质量为目标,屈曲临界力为约束的连续体结构拓扑优化模型．借助Taylor expansion将目标函数作二阶近似展开;借助Rayleigh’s quotient,Taylor expansion,过滤函数将约束化为近似显函数,减少了灵敏度的计算量将优化模型用对偶规划方法求解,减少了设计变量的数目,缩小了模型的求解规模,得到较为理想的拓扑优化结果．算例表明,ICM方法在屈曲约束的连续体结构拓扑优化中可行性好、效率较高．     

结构拓扑优化设计的发展、现状及展望

指出结构拓扑优化设计的难点，回顾了它的发展概况，进而总结了离散变量结构的拓扑优化和连续体结构的拓扑优化的一些算法，并对结构拓扑优化的发展方向提出了展望。     

基于无网格方法的钢结构构件优化模拟分析

对基于无网格方法的钢结构构件进行了拓扑优化设计模拟分析的研究．以钢构件虚密度作为设计变量,引入势阱函数,构造以钢结构构件的柔度和势阱函数作为优化的目标函数．同时显式表达虚密度与材料弹性模量之间的对应关系,并通过引入势阱函数,使中间密度值向0／1两端聚集．在无网格法框架下进行了灵敏度分析,采用了序列二次规划法（SQP）作为优化算法进行了优化,验证了无网格法框架下进行钢结构构件优化模拟分析的可行性．     

不压井井口装置的结构优化设计

采用拓扑优化和尺寸优化对不压井装置进行结构优化设计。首先利用基于变密度法的拓扑优化,以柔度最小为优化目标,体积分数作为约束条件,得到设计空间内最优的材料分布路径。然后根据得到的拓扑结构重新设计不压井装置结构。利用最终得到的不压井装置的拓扑结构建立新的有限元模型,利用尺寸优化工具,以最小质量为优化目标,最大位移与最大应力为约束条件,实现不压井装置的减重。通过综合两种优化方法,不仅提高了不压井装置的性能,而且大大降低了不压井装置的质量,为工程结构提供了一种新设计思路。     

应变能约束下多随机参数连续体结构的拓扑优化

研究几何和物理参数均为随机变量的平面连续体结构在结构总应变能约束下的拓扑优化设计问题．以结构总质量均值最小化为目标函数,以结构的形状拓扑信息为设计变量,以结构总应变能概率可靠性指标为约束条件,构建了随机结构的拓扑优化设计数学模型．利用代数综合法,导出了应变能响应的均值和均方差的计算表达式．采用双方向渐进结构优化的求解策略．通过两个算例验证了本模型及求解策略的合理性和有效性．     

一种光突发交换网络逻辑拓扑设计方法

为了减小光突发交换网络中单向预留协议的盲目性,引入光突发交换网络逻辑拓扑的概念,并基于逻辑拓扑提出了一种路由和波长分配算法．光突发交换网络逻辑拓扑设计问题用一个线性规划模型描述,优化的目标是给定物理拓扑和源宿结点对间的业务量强度,使逻辑拓扑能够承载的业务量最大．计算机仿真数据表明,该算法能够显著地削弱单向预留协议的盲目性,从而平衡链路负载,降低突发阻塞概率,当网络负载有限时,可以减少波长转换器的使用次数．     

新型矩形钢管混凝土柱节点轴压传力机制研究

针对在矩形钢管混凝土柱楼层节点区钢管内设置分配梁和内环肋这种节点新形式,研究分析该设置传力构件的矩形钢管混凝土柱轴压荷载作用下的受力机理,揭示其能有效协调钢管壁与内部混凝土的变形与受力,迫使钢管壁与内部混凝土共同承受外荷载的功效.试验验证表明,节点设置传力构件改善了矩形钢管混凝土柱的受力性能,在此基础上提出了传力构件分配梁的设计方法.     

Dynamic analysis and modal test of long-span cable-stayed bridge based on ambient excitation

To study the stiffness distribution of girder and the method to identify modal parameters of cable-stayed bridge, a simplified dynamical finite element method model named three beams model was established for the girder with double ribs. Based on the simplified model four stiffness formulae were deduced according to Hamilton principle. These formulae reflect well the contribution of the flexural, shearing, free torsion and restricted torsion deformation, respectively. An identification method about modal parameters was put forward by combining method of peak value and power spectral density according to modal test under ambient excitation. The dynamic finite element method analysis and modal test were carried out in a long-span concrete cable-stayed bridge. The results show that the errors of frequencies between theoretical analysis and test results are less than 10% mostly, and the most important modal parameters for cable-stayed bridge are determined to be the longitudinal floating mode, the first vertical flexural mode and the first torsional mode, which demonstrate that the method of stiffness distribution for three beams model is accurate and method to identify modal parameters is effective under ambient excitation modal test.     

有粘结预应力混凝土简支梁的非线性有限元分析

对有粘结预应力混凝土简支梁进行了非线性有限元的编程计算,采用平面四边形等参单元模拟混凝土单元,将非预应力钢筋分布到混凝土单元中。考虑材料的非线性,混凝土采用二轴应力状态下的K up fer-G erstle破坏准则。采用弥散裂缝模式,避免在混凝土开裂后重新划分单元。对于力筋的预应力,在相应节点上施加等效预压力。在非线性方程组的解法中运用综合的增量-迭代法,分级加载,在每一级荷载下反复迭代。采用位移增量,求得在各级荷载作用下的各结点位移,将计算结果与试验结果对比,验证所编程序的准确性并进行修正。     

大跨度钢管混凝土双肋拱桥侧倾稳定性研究

根据径向荷载作用下双肋组拼圆弧拱的几何方程、物理方程,考虑结构的总体变形能和构件的局部变形能,利用最小势能原理推导拱桥结构在竖向均布荷载作用下的侧倾稳定临界力的近似解析解,讨论了横撑设置、横撑刚度等因素对稳定性的影响.结合六座大跨度钢管混凝土双肋拱桥在施工阶段和营运阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态的影响规律,对该类桥梁的横撑设置提出了参考建议.     

加肋缺陷旋转壳非线性数值分析

本文用加权残值法成功地研究了具有初始几何缺陷的子午向加肋旋转壳的小应变、大转动、大位移问题。文中把子午肋作为曲梁来处理，推出了子午肋４种变形组合下的几何非线性应变阵又肋截面主惯性轴方向任意时的内力方程。用最小二乘配点法建立求解式，用联合法解非线性方程组。用简便而相对精确的方法解大变形组合壳体是本文的特点。     

竖向肋条对高层建筑局部覆面风压的影响

为探究竖向肋条对高层建筑局部风压的影响，采用风洞试验方法研究不同肋条布置情况下高层建筑平均风压和脉动风压的分布特性，分析功率谱和POD模态的变化，探究竖向肋条布置后的风压非高斯性分布变化，最后给出不同工况极值风压系数。结果表明：肋条布置后迎风面的平均风压、脉动风压和极值风压均没有差异；而侧面肋条分界线上的前缘区域负压平均值、脉动值和极值风压有所增大，其余区域负压均减小；由POD可知对风场能量贡献最大为横风向气动力，肋条的布置使得一阶主坐标功率谱峰值降低，肋条分界线上的前缘区域位置的模态值增大较多；肋条布置后侧风面的非高斯性测点个数减少，背风面没有明显变化。其中半布和满布工况对局部风压特性造成的差异相差不大，说明中部的肋条对局部风压影响较小。     

空气中纵向加肋混凝土圆柱壳的结构噪声辐射分析

城市高架轨道箱形梁产生以低频噪声为主的结构噪声对周边建筑物的安全、精密仪器的正常使用、沿线居民的日常生活等均造成了很大的影响。为探求轨道箱形梁结构噪声产生的机理,研究了空气中无限长纵向加肋混凝土圆柱壳。考虑流固耦合作用,利用波数域法和传递矩阵法研究了耦合系统的声辐射特性,并分析了观察点位置、外激励幅值、结构阻尼、纵向肋骨数量等参数变化的影响规律。结果表明：增加纵向肋骨的数量,可以有效降低混凝土圆柱壳的振动和结构噪声。可为实际工程中管道结构的减振降噪研究和轨道箱形梁结构噪声的理论研究提供基础。     

Node deployment strategy optimization for wireless sensor network with mobile base station

The optimization of network performance in a movement-assisted data gathering scheme was studied by analyzing the energy consumption of wireless sensor network with node uniform distribution. A theoretically analytical method for avoiding energy hole was proposed. It is proved that if the densities of sensor nodes working at the same time are alternate between dormancy and work with non-uniform node distribution. The efficiency of network can increase by several times and the residual energy of network is nearly zero when the network lifetime ends.     

粘钢补强钢筋砼梁的静载及疲劳性能

通过对钢筋混凝土粘贴钢板后进行的静载弯曲及疲劳试验,探讨了钢板厚度、锚固措施及混凝土强度等对试件静载及疲劳性能的影响,以及在疲劳试验过程中载荷和加载线位移及跨中挠度的变化规律,总结了粘钢梁的破坏型式,并根据钢板应变分布,分析了锚固前后钢板受力的不同