基于响应面法的船舶I型加筋板架轻量化设计

利用Ansys Workbench软件对船舶I型加筋板架进行有限元分析。建立优化数学模型,对板架的上板厚度、下板厚度、板筋高度以及板筋厚度进行优化。利用灵敏度分析法分析在重压载荷条件下相关结构对板架的最大变形以及质量的影响,并利用响应面法对板架进行优化。结果表明优化后的某I型船舶加筋板架质量减轻了21%,证明该方法可以实现船舶I型加筋板架的轻量化设计。     

薄壁结构约束阻尼板减振降噪优化设计

针对薄壁结构约束阻尼减振降噪问题,采用耦合有限元和间接边界元的方法对约束阻尼层厚度进行了优化设计。根据声辐射功率与结构表面振动速度之间的关系,选取振动速度的平方和作为目标函数,各层厚度和总质量分别作为设计变量和状态变量,对一块四角固定的矩形约束阻尼板进行优化仿真,并对优化前后的约束阻尼板进行振动和声学响应分析。结果表明,约束阻尼层厚度配置对阻尼减振有确定性定量影响关系,优化后声辐射功率得到明显降低。     

大跨度缀板梁的准则法优化原理

缀板格构梁,是基于准则法结构优化理论的创新结构型式,从准则法结构优化理论出发,提出了弯剪构件结构体系的优化准则和优化手段,确立了缀板格构梁的核心理论.提出的优化准则是每根梁上的多个弯矩峰值相等,优化手段是设置附加剪弯杆(也被命名为缀板)并以其位置和刚度为主要设计变量进行优化.这种结构思想已被多次实际应用,对几个工程应用实例做了简单介绍.指出了这种优化思想关于建筑空间不同要求的适用情况,也指出了抗震设计情况下对计算分析应该注意的问题.     

大跨度缀板梁的准则法优化原理

缀板格构梁，是基于准则法结构优化理论的创新结构型式，从准则法结构优化理论出发，提出了弯剪构件结构体系的优化准则和优化手段，确立了缀板格构梁的核心理论。提出的优化准则是每根梁上的多个弯矩峰值相等，优化手段是设置附加剪弯杆（也被命名为缀板）并以其位置和刚度为主要设计变量进行优化。这种结构思想已被多次实际应用，对几个工程应用实例做了简单介绍。指出了这种优化思想关于建筑空间不同要求的适用情况，也拽出了抗震设计情况下对计算分析应该注意的问题。     

轿车侧碰中车门抗撞性的快速优化

针对汽车侧面碰撞时吸收能量的重要部件——车门结构,进行了快速抗撞性优化设计。将提高车门结构吸能量作为优化目标,选择主要部件的板厚为设计变量,建立抗撞性优化问题的数学模型。基于均匀试验设计方法快速合理地分布样本点。根据多项式响应面方法构造原优化问题的高精度近似模型。采用粒子群优化算法对近似模型进行优化设计。优化结果证明了本文提出的快速抗撞性优化设计方案的可行性及有效性,对车辆被动安全分析具有较高的工程应用价值。     

板壳加筋结构的组合优化

提出了一种将结构加筋布局优化和结构参数优化相结合的优化方法。该方法先对结构中的加强筋进行布局优化,然后再优化结构参数。在加筋布局优化中,用单元应变能密度灵敏度作为删除单元的准则。在参数优化中,目标函数和约束函数被近似地表示为二阶表达式,并用改进的DFP(Davidon,Fletcher and Powell)方法来求优化解。为了降低计算复杂度,采用组合近似(CA)方法对修改后的结构位移和应力进行重分析,并应用该方法对储水箱结构进行了结构优化设计。数值结果表明,该方法处理板壳加筋结构优化问题十分有效,而且容易在计算机上实现。     

板壳加筋结构的组合优化

提出了一种将结构加筋布局优化和结构参数优化相结合的优化方法。该方法先对结构中的加强筋进行布局优化,然后再优化结构参数。在加筋布局优化中,用单元应变能密度灵敏度作为删除单元的准则。在参数优化中,目标函数和约束函数被近似地表示为二阶表达式,并用改进的DFP（Davidon,Fletcher and Powell）方法来求优化解。为了降低计算复杂度,采用组合近似（CA）方法对修改后的结构位移和应力进行重分析,并应用该方法对储水箱结构进行了结构优化设计。数值结果表明,该方法处理板壳加筋结构优化问题十分有效,而且容易在计算机上实现。     

拉臂装置结构优化设计

利用ANSYS参数化设计语言,建立了某滑移式拉臂装置的参数化有限元模型,并对原始设计进行了结构静力分析,以确定各参数的敏感性,合理选择优化变量.将拉臂装置部分焊接件的板厚选为设计变量,在满足材料强度、刚度要求前提下,以拉臂装置的最小总质量作为目标函数,采用零阶优化方法对其进行了结构优化分析;通过优化设计使整机减质量18.6%,达到了设计目标。     

拉臂装置结构优化设计

利用ANSYS参数化设计语言,建立了某滑移式拉臂装置的参数化有限元模型,并对原始设计进行了结构静力分析,以确定各参数的敏感性,合理选择优化变量.将拉臂装置部分焊接件的板厚选为设计变量,在满足材料强度、刚度要求前提下,以拉臂装置的最小总质量作为目标函数,采用零阶优化方法对其进行了结构优化分析;通过优化设计使整机减质量18.6%,达到了设计目标.     

高载荷比卫星的结构轻量化设计方法

为解决高载荷比卫星轻量化设计问题,本文对以蜂窝夹板层结构为主的卫星结构轻量化设计开展研究。对蜂窝夹层结构等效理论进行了修正和灵敏度分析,提取出影响结构板刚度和质量的主要参数;根据工程研制需求对结构参数进行优化分析;基于有限元方法进行了仿真验证。仿真结果表明:利用修正后的蜂窝夹层等效公式,计算刚度结果误差由3%降低至1%,验证了等效理论正确性。经过参数优化后的结构分系统重量减少41.6%,达到了轻量化设计目的。利用该方法设计的"新技术试验E星"已发射入轨,为后续工程实践提供了一定的参考。     

变截面钢梁的优化设计

介绍了变截面钢梁优化设计的内容，推导了变冀缘宽度钢梁截面优化设计的步骤及通用公式，并编写了相应的钢梁裁面优化计算机程序。算例表明，用本文程序设计的钢梁可比手算法节省钢材10%左右。     

盐池东互通式立交桥连续箱梁设计研究

宁夏盐池东互通式立交桥跨越青银高速公路、G307国道、隋长城、明长城及地下电缆等多种管线,由于受地形限制,该桥形布设复杂,各联跨之间角度不同,成桥由多联预应力异型箱梁组成,有正交箱梁、斜交箱梁、弯箱梁、斜弯箱梁、斜交变宽箱梁等多种组合.通过对预应力斜弯连续箱梁的结构特点和受力特点进行较为详细地分析,并应用于盐池东互通式立交桥设计,较好地解决了该桥桥址地形复杂、桥跨布设困难、箱梁形式多变、斜弯坡扭组合、施工工艺复杂等难点.目前,该桥已建成试运营近3年,线性流畅、结构稳定。     

相互支撑的平行梁系的屈曲

本文研究了跨中出次梁相互连接的平行主梁体系的屈曲问题,以次梁对主梁提供侧向和扭转约束。得到了问题的解析解,给出了使主梁计算长度减半的次梁临界刚度,对刚度小于临界值的情况亦给出了屈曲弯矩和次梁约束刚度间的关系。     

基于有限元法的钢-砼连续组合梁截面优化设计

给出了钢-混凝土连续组合梁截面计算机辅助优化设计的有效方法,以有限元结构分析和优化算法相结合为手段,提出了一种符合实际情况的钢-混凝土组合梁的剪力连接模式,建立钢-混凝土连续组合梁有限元分析模型、优化参数模型,优化数学模型,用ANSYS的参数化设计语言编制了分析文件和优化控制文件,经计算获得钢-混凝土连续组合梁的最优截面形式.该方法的优化效果显著,并且效率高,可广泛应用于钢-混凝土连续组合梁截面优化设计工程.     

超大梁转换层结构两种分析方法的比较研究

以一高层建筑超大梁转换层结构为背景,分别采用基于刚性楼板假定的计算模型和基于板壳单元的弹性楼板有限元模型对超大梁转换层结构进行计算分析,通过对转换层结构上述两种分析模型的主要计算结果的比较研究,探讨了这两种分析模型在转换主梁应力分布、次梁内力以及转换层附近剪力墙应力分布等数值结果的差异,得到了一些有应用价值的结论.     

黑龙江大豆批发市场交易大厦抽柱改造设计

为解决黑龙江大豆批发市场交易大厦顶层多功能厅因厅内均匀布置的4根内柱而严重影响该厅的使用功能的现状,提出了在屋顶沿过该内柱的原轴线设置4根24m跨预应力混凝土交叉大梁,并在大梁的4个交叉点向原结构梁柱节点及其附近区域可靠植筋,以实现4个内柱承担的荷载向大梁的4个交叉点转移的抽柱设计与施工的思路和方法．具体介绍了原结构相关柱与基础核算结果,新增大梁材料、截面及预应力工艺选择的原则和方法,荷载取值、交叉大梁计算简图的选用与内力计算,大梁预应力筋与非预应力筋的选配节点设计与构造及施工中应注意的有关问题,为同类工程的功能改造提供了参考．     

房屋加层外套框架结构方案的优化设计

在旧房增层改造中采用外套框架结构体系时,框架型式具有跨度大、底柱高的特点,按常规设计时往往为肥梁胖柱,工程造价高,使用空间较低.本文提出了房屋加层外套框架结构方案的优化设计方法,利用适用于机械制造的优化软件包,编制了用于钢筋混凝土结构的优化程序,程序采用分部优化法,以结构成本为作为目标函数进行优化设计,并结合工程实例作了优化计算.结果表明本文提出的方法能合理地利用材料的性能,协调各构件的几何参数,从而减小工程成本.     

斜拉索顺桥向风阻系数的试验研究

采用风洞试验的方法研究了4种不同表面的斜拉索(包括1种光索、2种螺旋线索和1种凹坑索)在不同倾角下的顺桥向阻力系数.试验结果表明:凹坑索和2mm螺旋线索的阻力系数相差不大,均可应用于斜拉桥的设计当中.根据试验结果给出了形式上比较简单的用于计算斜拉索不同倾角下阻力系数值的拟合公式.分析表明,此拟合公式和试验结果拟合较好且偏于安全.     

后张有粘结预应力大梁的检测试验

以黄石市某主楼采用后张有粘结预应力现浇砼梁为例，阐述了有粘结预应力砼梁的特点，并根据设计单位和建设单位要求，从屋面5根预应力钢筋砼梁中抽取2根作为测试对象，进行跨中反拱值、预应力钢索张拉时的摩擦损失、锚具变形量以及钢铰线内缩值检测试验，结果表明，该后张有粘结预应力砼梁的设计、施工是安全可靠的。     

刚性索穹顶结构的近似优化与性能分析

针对索穹顶结构脊索容易退出工作、施工技术要求高、边环梁压力大等问题,给出一种把脊索换成刚性构件而成的刚性索穹顶结构,并采用均匀设计方法对刚性索穹顶结构进行近似优化分析.选用U12(37)均匀设计表,以一个跨度为60 m,承受轴对称均布荷载作用的肋环型刚性索穹顶结构为例进行分析,建立结果指标与设计参数之间的近似函数关系,获得近似优化的刚性索穹顶,并通过极值分析证明结果的可靠性.在此基础上,通过与相应索穹顶结构的分析比较,结果表明,刚性索穹顶结构具有上弦构件受拉、安装时只需张拉斜索,当向下荷载增大时,边环梁压力将逐渐减小.