地下洞群围岩稳定的试验研究

本文采用模型试验的方法，研究地下洞群围岩稳定的问题，模型使用一种特制的地型地质国模型材料，它基本上满足模型与原型全相似的要求，由于采用这种材料，使得模型加载装置得以轻型化，试验通过平面应变和三维两种破坏模型进行，平面应变模型为立式的。试验成果与相应计算成果很相接近。     

地下工程锚固技术分析

锚固技术能充分发挥岩土能量,利用和提高岩土的自身强度和自稳能力,可以有效控制岩土体及工程结构物的变形.针对我国目前地下工程建设发展急需的问题,分析了地下洞室支护结构的类型,探讨了各种支护类型的锚固机理,通过正确认识各种锚固方式的作用机理,来指导地下工程建设实践,确保地下洞室建设和运营过程中的施工安全与工程稳定,具有显著的经济效益和社会效益.     

格里菲斯理论在地下洞室岩爆分析中的推广及其应用

根据Criffith理论，应用脆性断裂力学中的自持续断裂概念和原理，建立了地下洞室中岩爆的一般判据，并根据势能驻值原理，阐述了判据的一般性，分析和具体列出了均匀应力场中圆形洞室的岩爆判据，并将其应用于锦屏水电站引水隧洞岩爆分析的实际工程中。     

地下洞室围岩的卸荷研究

介绍了地下洞室围岩稳定性分析的传统理论及卸荷分析方法。由于不同于加载条件，岩体在卸荷条件下的应力路径不同，分析方法也应不同。在此基础上，论述了卸荷拱理论。     

地应力在解除过程中释放的规律

本文按空间问题计算得到了岩芯中地应力在钻探过程中释放的规律,找出了岩芯中残留地应力与解除深度的关系,最大残留地应力出现的深度,残留地应力的最大相对系数,以及残留地应力状态随解除深度的变化规律。最后,推导出了各种地应力组合状态下,岩芯破裂始点应力公式。     

地应力张量特征对地下洞室轴线方位优化的启示

高应力是深埋洞室工程围岩变形和稳定的主控因素,初始地应力对洞室围岩的力学效应主要包括开挖释放荷载和偏应力状态两个方面;地应力与洞室轴线方位的特定组合决定了洞室开挖释放荷载的量值以及围岩应力所承受偏压的程度。为了量化既定地应力分布特征下地下洞室长轴线方位的选择区间,推导了一般条件下开挖洞壁面上的法向应力随洞室长轴线与最大主应力夹角的变化规律,并提出极大值和极小值贡献度两个指标以度量主应力分量对法向应力的贡献。通过研究地应力张量在地下洞室特征平面上的Mohr应力圆特征随洞室轴线方位变化的方式获得了围岩所承受偏压程度的变化规律;同时,通过推导获得了地应力张量在水平面内大主应力方位角的解析公式,从理论上证明了当洞室轴线与地应力张量在水平面内的大主应力平行时,地下洞室开挖释放荷载取最小值。结合锦屏一级地下厂房对上述方法进行了案例分析,研究结果表明,当洞室轴线与地应力张量在水平面上的大主应力平行时,开挖释放荷载取最小值;然而,开挖释放荷载和偏压应力状态同时达到最优是困难的。对地下工程围岩稳定的影响而言,地应力是否有利取决于地应力张量的构成特征;因此,应注重对地应力张量空间特征的全面解析。     

地下高压岔管洞室稳定及衬砌损伤开裂分析

根据围岩和混凝土破坏原理，提出了围岩和混凝土损伤开裂的三维非线性有限元计算方法，给出了混凝土衬砌开裂后裂缝宽度的估算公式，并对实际工程进行了分析计算。探讨了高压岔管受力和破坏的一些基本特性。     

基于Petri网的地下洞室出渣系统建模仿真

出渣是控制开挖进度的重要工序,如何配备最适宜的自卸汽车台数,使装载机的利用率最高、岔口前排队概率最小,保证出渣运输工作顺利进行,同时满足不同道路等级的行车密度要求,是出渣过程中需要考虑的问题.结合溪洛渡工程,将地下厂房洞室群多工作面、多工种交叉作业情况下的出渣问题抽象为有限源多级随机服务系统,重点介绍了应用Petri网理论建立出渣系统模拟模型和模型实现的过程,并采用三阶段法的仿真策略,对水电站地下洞室群出渣系统进行仿真研究,取得了与实际情况相近的仿真模拟成果,为机械方案的优选提供了决策支持.     

一种新型生物地理学智能优化算法及其比较研究

生物地理学优化算法（BBO）包括迁徙模型和算法流程,在一些基准函数下,通过BBO算法与其他较为传统智能优化算法的性能比较,显示出BBO算法的优越性能.论述了算法中的某些参数的影响,指出了BBO算法有待解决的问题.     

渐进结构优化方法及算例

渐进结构优化法(ESO)是近年来兴起的一种解决各类结构优化问题的数值方法。其原理是通过将结构中无效或低效的材料逐步去掉,使剩下的结构逐渐趋于优化。与其它优化方法相比,该方法原理简单,计算效率高,工程应用方便。本文阐述了渐进结构优化法的基本原理和具体步骤,并按照各种约束条件详细介绍了该方法在国内外的研究进展和典型范例。     

基于拓扑和尺寸组合优化的ATV车身轻量化研究

针对车身结构在概念设计阶段出现的拓扑优化结果不连续,结构优化设计周期时间长等问题,基于optistruct优化软件,提出一种拓扑和尺寸组合优化模型.该模型可以同时进行尺寸优化和拓扑优化设计,得到车身蒙皮优化尺寸和最优的车身骨架加载路径,同时缩短了结构的概念设计阶段的设计周期.以ATV车身的结构优化设计为研究对象,对比优化前后的分析结果,在不降低结构性能的前提下优化后的结构减重105.5kg,验证了该方法的可行性.     

桁架结构形状优化的粒子群优化算法

为解决有应力约束、几何约束以及局部稳定性约束的桁架结构的形状优化设计,将粒子群优化(PSO)算法应用于桁架结构的形状优化设计.首先详细介绍了原始PSO算法的基本原理,然后引入压缩因子改进了原始的PSO算法,并提出了合理的参数设置值.优化计算过程中,综合考虑了节点坐标和截面面积等两类不同性质的设计变量.最后对几个经典问题进行了求解,并与传统的优化算法进行了比较.数值结果表明,改进的PSO算法具有良好的收敛性和稳定性,可以有效地进行桁架结构的形状优化设计.     

笼型粉碎机的优化设计

本文在对笼型粉碎机结构和运动分析的基础上,建立了笼型粉碎机离散混合变量的优化设计模型,提出了离散混合变量优化问题的两步优化算法。该算法充分发挥了连续变量优化算法效率高和离散变量优化算法符合实际变量取值要求的优点,以连续变量优化的结果作为离散变量优化算法的初始点,大大提高了解决此类问题的效率。经对一实际产品的优化表明:在满足各种约束条件下,增大笼轮外径,间隙增大,生产率提高,并可最大限度地发挥原动机的潜力,优化后生产率提高了9.86 t/h,相对增加66.7%.     

Optimal design of dynamic and control performance for planar manipulator

k]A design and optimization approach of dynamic and control performance for a two-DOF planar manipulator was proposed. After the kinematic and dynamic analysis, several advantages of the mechanism were illustrated, which made it possible to obtain good dynamic and control performances just through mechanism optimization. Based on the idea of design for control (DFC), a novel kind of multi-objective optimization model was proposed. There were three optimization objectives: the index of inertia, the index describing the dynamic coupling effects and the global condition number. Other indexes to characterize the designing requirements such as the velocity of end-effector, the workspace size, and the first mode natural frequency were regarded as the constraints. The cross-section area and length of the linkages were chosen as the design variables. NSGA-II algorithm was introduced to solve this complex multi-objective optimization problem. Additional criteria from engineering experience were incorporated into the selecting of final parameters among the obtained Pareto solution sets. Finally, experiments were performed to validate the linear dynamic structure and control performances of the optimized mechanisms. A new expression for measuring the dynamic coupling degree with clear physical meaning was proposed. The results show that the optimized mechanism has an approximate decoupled dynamics structure, and each active joint can be regarded as a linear SISO system. The control performances of the linear and nonlinear controllers were also compared. It can be concluded that the optimized mechanism can achieve good control performance only using a linear controller.     

弧形钢闸门结构整体优化设计

对闸门结构的优化多将其简化为平面体系或者分别对各构件进行优化,而各构件的最优往往不能等同于结构整体最优.利用APDL语言对ANSYS进行二次开发,融合了有限元法数值计算的准确性和优化方法求极值的高效性,按真实的三维情况对闸门进行优化设计,成功解决了弧形钢闸门的三维优化问题,为优化设计的工程应用提供了一种方法.     

渐进演化类拓扑优化算法的优化准则对比研究

渐进演化类拓扑优化算法的优化准则是影响结构优化结果的关键因素之一。以不同荷载和边界条件下的深梁模型为数值算例，比较了基于不同优化准则的3种算法在优化解和优化效率上的差别。结果表明：对于荷载和边界等条件较简单的构件，采用单向和确定性优化准则的渐进演化类拓扑优化算法能高效地得到最优拓扑，采用概率性优化准则和采用双向优化准则的渐进演化类拓扑优化算法有着更广的适用范围，在荷载和边界等条件较复杂的构件上，同样表现出较强的避免优化畸变的能力和全局寻优能力。对结合概率性优化准则和双向优化准则的遗传双向渐进演化结构优化算法建立了流程图，并进行初步讨论，以期进一步提高渐进演化类拓扑优化算法的实用性和寻优能力。     

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。     

抗震结构的优化设计

本文以近十年来我院抗震结构优化设计的研究成果为例简要地介绍了抗震优化的理论和方法。首先指出了抗震结构优化设计的数学模型是有时间参数约束的非线性规划问题,它可以简化为不含参数约束的问题来求解.然后,以剪切型框架抗震优化为例给出满约束设计的概念和方法;以平板网架抗震优化为例介绍了用最大总应变能为优化目标的一种抗震优化方法;以桁架与钢筋混凝土烟囱抗震优化设计为例阐述了抗震优化设计非线性规划解法的特点.最后用剪切型框架抗震优化设计为例介绍了如何建立和应用抗震经验优化规律。