基于可靠性的结构和控制系统协同优化

鉴于目前土木工程空间结构设计方法通常是先进行结构本身的性能设计、后进行振动控制的串行设计模式,这种设计模式没有充分利用两学科相互耦合产生的协同效应,因此文中运用协同优化策略对钢框架结构与控制系统进行一体化设计：首先建立基于可靠性的钢框架和磁流变阻尼器（MRD）的优化模型,进而采用遗传算法处理钢框架和MRD的多目标优化问题.优化结果表明：基于可靠性约束的钢框架优化设计比无可靠性约束的钢框架更节约钢材;经协同优化设计后的受控结构性能优于串行设计的.     

高空作业车臂架轻量化设计与改进

基于ANSYS参数化设计语言,建立某型号高空作业车臂架的参数化有限元模型,对原始设计进行结构静力分析。根据计算结果将各节臂架的两侧板厚度选为设计变量,在满足材料强度、刚度要求前提下,以臂架结构的最小总质量作为目标函数,采用零阶优化方法对其进行结构优化分析;通过优化设计使整机质量减小6.3%,为今后伸缩臂的设计和改进提供参考。     

基于NSGA-Ⅱ的网架结构多目标抗震优化

针对网架结构抗震设计,提出一种基于多目标进化算法NSGA-Ⅱ的抗震优化设计方法。建立以网架用钢量最小化和结构最大竖直位移最小化为目标的多目标优化模型;结合有限元动力计算模型和显式动力分析方法对网架结构进行地震响应分析;考虑到优化模型带有约束条件以及设计变量的特点,提出基于NSGA-Ⅱ的改进算法NSGA-Ⅱ+,采用该算法来求解优化模型。为了验证算法改进效果,对经典的空间桁架结构进行了优化,并与其他算法的优化结果进行比较,结果表明改进算法具有良好的收敛性和稳定性。最后以ANSYS/LS-DYNA为结构动力分析工具,混合编程实现了一个斜放四角锥网架的多目标抗震优化设计。优化实例表明,该方法能得到优质解,具有实际工程意义。     

履带起重机支重轮和履带板结构接触参数优化

本文针对履带起重机的支重轮和履带板结构参数进行研究并参数优化,对轮板之间的接触状态进行改善的同时降低其结构体积.首先通过理论方法计算履带起重机在超起工况下的支重轮最大轮压力以及轮板接触应力,然后采用有限元仿真软件对轮板结构进行接触分析,最后采用MOGA多目标遗传算法对支重轮进行轻量化设计.对整组支重轮所受的压力进行理论...     

地震荷载作用下框架结构的优化设计

将多目标和多级优化设计理论应用于框架结构的设计中，把整个优化过程分为系统优化和单元优化，以结构的应变能最大和结构造价最低两个目标函数为优化目标进行优化设计，按照现行的相关规范建立数学模型，并通过钢框架结构的计算实例结果表明提出的理论和计算方法是合理的。     

钢框架结构多目标优化设计

在钢框架设计理论及结构优化理论的基础上,应用MATLAB编程对钢框架结构进行优化分析,得出结构优化后相关数据,证实了钢框架结构多目标优化设计方法的可行。两个优化目标分别为:反应结构抗震性能的总应变能最大化和反应结构造价的总体积最小化。通过改变加权系数来调整两者在优化中的重要性程度,将两个目标函数化成一个目标函数。     

基于ANSYS的储油罐双盘浮顶优化设计

利用ANSYS有限元软件建立国产15万m3储油罐双盘浮顶模型,基于ANSYS有限元分析软件的尺寸优化设计模块,以加强框架杆件的最大应力为状态变量,以截面尺寸为设计变量,以加强框架用钢量为目标函数,对超大型储油罐双盘浮顶进行分析、优化。     

基于建筑空间布置规则性的结构优化分析

结构体系中的大空间或者核心筒的布置不规则,会给建筑抗震设计带来诸多困扰。提出优化设计的方法用于对结构刚度进行调整,以降低建筑空间布置不规则的影响。优化方法是基于进化结构优化法,建立新的灵敏度定义,以修正建筑空间布置规则性为设计目标,优化结构体系中抗侧体系的刚度分布。从建立结构模型开始,直接从建筑设计模型中,提取必要的设计参数,导入优化设计程序中进行建模,提高了建模的效率和准确度。在有限元分析过程中全部采用壳单元,并且在考虑解析准确度的基础上对壳单元进行分割,应用泰森多边形理论对荷载进行计算。在优化计算中,主要从结构整体等效应力分布的均匀性,重心与刚心的相对位置关系以及结构的两向抗侧刚度比三个方面对结构体系的应力、水平以及竖向构件刚度分布进行优化设计,调整建筑空间布局以满足布置的规则性,对进一步深化设计提供可参考的分析结果。     

沌口长江公路大桥索梁锚固区钢锚箱结构设计优化

以沌口长江公路大桥索梁锚固区的钢锚箱结构为依托,基于局部传力的不同力学形态分别建立了考虑线性、材料非线性以及接触非线性的有限元数值模型,对钢锚箱式连接构造的关键设计参数进行了影响性分析,从节省用钢量和减少应力集中的角度提出了优化设计方案,并对优化后锚箱结构在各种工况下的力学性能进行了计算和验证。分析过程中主要考虑了锚固板长度、板厚、锚垫板及承压板厚度和钢箱梁边纵腹板厚度对钢锚箱受力的影响,并利用回归公式揭示了部分设计参数对结构响应的影响规律,其设计方法和思路能够保证锚固结构的安全性和经济性,并为同类桥梁的设计提供参考。     

基于序列线性规划的空间钢框架优化

基于序列线性规划和对偶仿射尺度法,以结构用钢量最低为优化目标,以截面尺寸为优化变量,推导了空间钢框架结构整体优化有限元模型。通过编程实现结构在包括杆件强度、稳定,节点位移,结构层间位移角的多种约束条件下的优化设计。以一个简单不规则钢框架算例验证了优化程序的可行性;通过收缩约束条件验证了程序主动控制不同应力、位移约束的效果。对一个主次梁体系结构进行优化设计,同时考虑规范对构件、结构的多项限值,验证了优化算法和程序能够满足工程实际的需要。