双层肋环式球面网壳结构预应力优化设计

以拉索预应力空间网壳结构的预应力值P、杆件横截面尺寸变量Ab和拉索截面尺寸变量At以及工程中常用的两种球节点体积为设计变量,以结构自重为目标函数,采用分级优化算法对预应力空间网壳结构进行了优化设计,并采用Algor软件对设计结果进行了验证.通过对比分析,验证了该方法的正确性和有效性.     

拉索预应力球面网壳的风振性能研究

针对拉索预应力球面网壳在风荷载作用下的动力响应做了系统分析.介绍了拉索预应力球面网壳的结构特点以及风振分析的频域方法,分别从拉索设置、预应力数值的角度比较了其与常规球面网壳在动力特性上的差异.通过大量的算例,分析和考察了布索方式、预应力数值、结构跨度、矢跨比以及屋面荷载等参数对拉索预应力球面网壳风振性能的影响.计算结果表明,拉索预应力球面网壳的风振效应敏感性比普通球面网壳要小,且风振系数分布均匀.     

预应力网架结构优化分析

在空间网架结构中引入预应力,可以使其适用范围变得更加广泛、经济性变得更加合理.进行预应力网架结构优化研究,对于该种结构的推广和应用,具有积极的现实意义.文中以拉索张力和杆件截面为设计变量,提出了预应力网架结构的优化模型,并给出了具体的优化设计步骤.以一具体实例对网架结构进行了预应力优化分析,验证了模型的可行性,同时得出了一些有益的结论.     

基于离散变量的双层网壳结构拓扑优化设计

以工程造价为目标函数 ,建立了包含截面、节点体积和拓扑三类变量的离散变量双层网壳结构拓扑优化数学模型 ,该模型考虑了截面变量与拓扑变量间的耦合关系 ,反映了拓扑优化问题的组合优化本质。同时采用相对差商法及有限元设计软件ALGOR对基于离散变量的双层空间网壳结构进行拓扑优化 ,并通过算例验证该优化方法的可行性和有效性。     

基于离散变量的双层网壳结构拓扑优化设计

以工程造价为目标函数,建立了包含截面、节点体积和拓扑三类变量的离散变量双层网壳结构拓扑优化数学模型,该模型考虑了截面变量与拓扑变量间的耦合关系,反映了拓扑优化问题的组合优化本质.同时采用相对差商法及有限元设计软件ALGOR对基于离散变量的双层空间网壳结构进行拓扑优化,并通过算例验证该优化方法的可行性和有效性.     

超大跨度自平衡预应力索杆球面网壳结构的设计与分析

目的为实际工程应用设计具有空间刚度的自平衡预应力结构单元.方法结合已有的大跨预应力网壳研究结论和自平衡结构体系的特点设计结构的网格尺寸、高度和厚度,利用ANSYS大型有限元分析软件进行结构计算和静力分析.结果经过合理的构件截面设计,在外载作用下,结构最大的拉索应力为1382.1 MPa,最大的压杆应力为-254.58 MPa,最大竖向位移为-1.66 m;结构内力和变形都在允许的范围内,且无杆件失稳现象.结论单元拼装式自平衡预应力结构在超大跨度空间结构应用是可行的,设计应综合考虑网壳厚度、预应力值、索杆截面变化引起的索杆应力变化.     

基于离散变量的网壳结构优化设计

以杆件横截面及工程中常用的两种球节点体积为设计变量 ,以工程造价为目标函数 ,采用基于离散变量的两级优化方法对空间网壳结构进行了优化设计 ;并采用Algor软件对优化设计结果进行了验证。为提高精度 ,在优化设计过程中采用了 0阶修正。最后通过两个算例 ,与满应力优化设计结果进行了比较 ,验证了该方法的正确性和有效性。     

基于离散变量的网壳结构优化设计

以杆件横截面及工程中常用的两种球节点体积为设计变量,以工程造价为目标函数,采用基于离散变量的两级优化方法对空间网壳结构进行了优化设计;并采用Algor软件对优化设计结果进行了验证.为提高精度,在优化设计过程中采用了0阶修正.最后通过两个算例,与满应力优化设计结果进行了比较,验证了该方法的正确性和有效性.     

某冰壶馆钢屋盖结构设计与分析

某冰壶馆钢屋盖结构采用单层网壳加张弦梁的杂交体系,单层网壳与张弦梁共同受力,形成良好的空间传力体系。本文详细介绍了其钢屋盖的结构构成和受力特点,并对张弦梁的撑杆高度、拉索直径及拉索预张力的大小进行探讨,从而确定合理的结构布置形式。采用有限元软件对结构进行了静动力分析、极限承载力分析以及抗连续倒塌分析,对类似结构的设计提供有益的参考和借鉴。     

拉索预应力空间网格结构的计算分析方法

本文将拉索预应力空间网格结构中预应力的本质归纳为拉索的初始缺陷,并从初始缺陷的角度出发,提出了拉索预应力空间网格结构的一般计算分析方法,特别对该结构施工阶段分批张拉时的力学问题,提出了一种简便的计算方法。文中的算例验证了以上方法的正确性和有效性。     

基于满应力准则的膜结构截面优化

为了得到满足应力约束的膜结构的最优设计,根据满应力准则和静定化假设对应力约束下的膜结构的截面进行了优化设计.以膜单元的设计厚度与初始厚度的比值为设计变量,通过设计变量的量纲一化实现了设计变量的连接.用MSC.PCL(Patran command language)语言对MSC.Nastran&Patran软件进行二次开发,完成了膜结构优化程序.算例证明了程序算法的可靠性和高效性.     

基于神经网络与遗传算法的结构优化设计方法

从神经网络和遗传算法的原理出发,利用遗传算法和神经网络相结合的策略对结构参数进行优化.在确定结构优化的目标函数和设计变量集合的基础上,用神经网络学习算法建立货架结构设计参数与结构重量、结构最大应力、最大位移等的非线性全局映射关系,获得遗传算法求解结构优化问题所需的目标函数,用遗传算法进行优胜劣汰的寻优搜索运算,从而求出所需最优解.以货架结构的优化为例说明了上述方法的应用.遗传算法和神经网络的优化结果是在正交设计法确定的训练样本足够大的基础上得出的,具有较强的可靠性.     

铁塔的优化与放样程序设计

通过对自立式高压输电铁塔结构与杆件截面的研究,应用工程离散变量的优化设计方法,提出了铁塔的形状一截面两级优化算法。同时,在对铁塔放样研究的基础上,把优化设计与放样结合在一起,并编制了相应的程序。     

基于遗传算法的锅炉对流受热面优化设计

为优化结构以降低锅炉制造成本,建立以关键结构参数作为决策变量的锅炉对流受热面优化设计模型.提出采用遗传算法进行锅炉对流受热面优化设计的方法,实现完成既定传热任务而减小传热面积的优化目标.选择整数编码形式,并引进变量约束条件、显式函数约束条件和隐式函数约束条件来控制对流受热面结构参数并保证性能指标.利用锅炉设计案例库,采用案例检索与随机生成相结合的方法产生设计方案的初始群体,有效结合设计经验与遗传算法的搜索功能.采用均匀交叉与算术交叉相结合的交叉操作,以及均匀变异产生新个体.采用比例选择与精英保存结合法促进遗传算法向全局最优方向发展.计算结果表明：该方法适用于锅炉对流受热面结构优化设计,能够有效提高设计质量.     

工程结构优化设计的混合遗传算法

根据工程实际，充分考虑规范规定的约束条件和各项技术标准要求，建立了工程结构优化设计模型。为了改善遗传算法在迭代过程中经常出现未成熟收敛、振荡、随机性太大和迭代过程缓慢等缺点，提出一种离散变量结构优化设计的三等分割算法，并与标准遗传算法结合成混合遗传算法。对25杆框架结构优化设计，结果表明，这种混合遗传算法的收敛特性得到很好的改善，即发挥了三等分割算法省时、局部搜索能力强的特点，又发挥了遗传算法全局性好的特点，是有效的工程结构优化设计方法。     

基于自适应有限元和B样条曲线的结构优化算法

基于渐进结构优化算法(ESO)是结合单元误差估计和自适应有限元的结构形状优化算法.采用B样条曲线描述设计域的边界形状,B样条曲线由作为设计变量的主节点来控制,设计边界的最优形状通过根据节点的应力水平逐步移动和更新主节点的位置来实现.采用应力恢复和自适应FEM的方法解决FEM边界节点应力计算精度低的问题,提出一种边界主节点更新算法,将本算法的精度和效率与解析解进行了对比和讨论.     

离散变量结构形状优化设计的拟满应力遗传算法

为了弥补遗传算法局部寻优能力差的缺点,将拟满应力算法嵌入到遗传算法中构成一种结合二者优点的混合遗传算法,并将该算法应用于离散变量结构形状优化设计问题.将形状设计变量和截面设计变量统一考虑,编码表示在同一染色体中.既解决了两类变量间耦合上的困难,同时也避免了将两类变量分开考虑只能求得局部最优解的问题.算例的结果表明,该方法用于离散变量结构形状优化是有效的.     

蒸汽动力系统多周期设计与运行同步优化

建立了蒸汽动力系统设计与运行同步优化的混合整数非线性规划模型(MINLP).作者考虑了设备投资计算模型的非线性因素和各周期之间设备的启停费用.模型包含表征设备设计、运行以及启停状态约束的二元离散变量,属于大型复杂的多周期MINLP问题,应用传统的求解方法很难有效求解.作者在传统的遗传算法(GA)基础上,开发了改进的遗传算法(IGA)求解该大型MINLP问题.通过实际算例应用表明,应用本文建立的MINLP模型和IGA求解方法,能够保证在有效的时间内得到问题最设计方案和全周期内最优运行方案,同时同传统优化计算工具计算方案对比,节约了大量的投资和运行费用.     

基于现代控制理论的化学反应器最优化设计的一种考虑

本文讨论了一种新颖的化学反应器最优化设计技术。根据现代控制理论中的可控性概念及最优哈密尔顿函数计算的结果,应用系统的可控制判断,可以不必模拟反应器内部的温度分布及浓度分布,便能预言该设计要求是否同时可被满足。最优哈密尔顿函数的计算,可把整个设计程序归结为两点边值问题,从而决定了最优控制向量。     

考虑用户风险态度的不确定离散交通网络设计模型

为克服传统网络优化不考虑不确定条件下用户选择行为的问题,作者以交通供给和需求不确定性为基本前提,根据期望效用理论建立考虑用户风险态度的不确定交通网络设计模型,给出了基于Monte Carlo模拟、遗传算法和间隙函数法的网络优化模型的求解方法,并给出了算例.Nguyen Dupuis网络的计算结果表明用户的风险态度对于不确定网络建设决策有重要影响.