四腿桁架式海上风机基础结构优化设计方法研究

随着海上风电产业向中等水深海域快速发展,四腿桁架式风机基础结构型式得到更广泛的应用。本文即针对四腿桁架式风机基础结构,建立一种多准则多参数结构优化策略与方法,旨在辅助该类基础型式的设计工作并提高结构优化效率。在该优化策略中,根据相关工程经验,对影响目标函数的各控制准则进行分级,通过多准则控制算法筛选优化方案,最终得到最优的结构设计方案。在选取设计参数时,依据设计经验和敏感性分析,对各设计参数进行分级,通过逐级搜索策略将各参数组合成一系列优化方案,以备多准则控制算法筛选。在设定约束条件时,基于工程经验和理论分析建立设计经验库,从而确定各设计参数的建议取值或取值范围。本文最后通过一工程实例展示了该结构优化策略的应用效果。     

四腿桁架式海上风机基础结构优化设计方法研究

随着海上风电产业向中等水深海域快速发展,四腿桁架式风机基础结构型式得到更广泛的应用。本文即针对四腿桁架式风机基础结构,建立一种多准则多参数结构优化策略与方法,旨在辅助该类基础型式的设计工作并提高结构优化效率。在该优化策略中,根据相关工程经验,对影响目标函数的各控制准则进行分级,通过多准则控制算法筛选优化方案,最终得到最优的结构设计方案。在选取设计参数时,依据设计经验和敏感性分析,对各设计参数进行分级,通过逐级搜索策略将各参数组合成一系列优化方案,以备多准则控制算法筛选。在设定约束条件时,基于工程经验和理论分析建立设计经验库,从而确定各设计参数的建议取值或取值范围。本文最后通过一工程实例展示了该结构优化策略的应用效果。     

四腿桁架式海上风机基础结构优化设计方法研究

随着海上风电产业向中等水深海域快速发展,四腿桁架式风机基础结构型式得到更广泛的应用。本文即针对四腿桁架式风机基础结构,建立一种多准则多参数结构优化策略与方法,旨在辅助该类基础型式的设计工作并提高结构优化效率。在该优化策略中,根据相关工程经验,对影响目标函数的各控制准则进行分级,通过多准则控制算法筛选优化方案,最终得到最优的结构设计方案。在选取设计参数时,依据设计经验和敏感性分析,对各设计参数进行分级,通过逐级搜索策略将各参数组合成一系列优化方案,以备多准则控制算法筛选。在设定约束条件时,基于工程经验和理论分析建立设计经验库,从而确定各设计参数的建议取值或取值范围。本文最后通过一工程实例展示了该结构优化策略的应用效果。     

四腿桁架式海上风机基础结构优化设计方法研究

随着海上风电产业向中等水深海域快速发展,四腿桁架式风机基础结构型式得到更广泛的应用。本文即针对四腿桁架式风机基础结构,建立一种多准则多参数结构优化策略与方法,旨在辅助该类基础型式的设计工作并提高结构优化效率。在该优化策略中,根据相关工程经验,对影响目标函数的各控制准则进行分级,通过多准则控制算法筛选优化方案,最终得到最优的结构设计方案。在选取设计参数时,依据设计经验和敏感性分析,对各设计参数进行分级,通过逐级搜索策略将各参数组合成一系列优化方案,以备多准则控制算法筛选。在设定约束条件时,基于工程经验和理论分析建立设计经验库,从而确定各设计参数的建议取值或取值范围。本文最后通过一工程实例展示了该结构优化策略的应用效果。     

自升式平台桁架式桩腿结构选型方法

为优化自升式平台桁架式桩腿结构构型,采用参数化建模技术和SESAM的Geni E软件,对不同构型桩腿的结构强度和总体性能进行评估.选取拖航工况和自存工况进行分析,结合母型资料,拖航工况时选取不同的桩腿节距构型进行强度评估;自存工况时选取不同的弦管间距和桩腿节距构型对平台抗倾覆能力、最大支反力、锁紧力以及桩腿组件UC值进行计算.以满足强度和经济性最优为原则,结合各构型桩腿结构质量,给出最优的桩腿结构构型方案.该方法快速完成了某型自升式平台的桩腿构型选取,结果表明该方法是自升式平台设计初期桩腿结构选型和优化的有效方法.     

基于多目标最优钢桁架拱桥体系的结构优化设计

目的研究钢桁架拱体系桥梁的结构优化设计方法.方法建立以桁架拱片的体系效率和总用钢量为综合目标的多目标优化模型.以上下弦拱顶竖直间距及构件截面尺寸作为设计变量,建立设计变量与满足结构强度、刚度及稳定性要求的状态变量之间的约束关系.并采用多目标最优化的一阶分析法来进行桁架拱桥的形状控制及构件尺寸确定.结果得到了设计中的中承式钢桁架梁拱组合体系桥的优化方案;桁架拱片形状的控制是重要的,随着拱顶高差增大,结构用钢量下降,但当拱顶高差超过一定高度后,用钢量反而上升.结论将体系效率与多目标最优化计算理论引入桁架拱体系桥的整体优化是可行的,结果也是合理的;体系效率的增加并不能确保用钢量的减少,因而结构体系效率的高低并不能完全反应经济性能的优劣.     

基于复形法的钢框架结构多目标多层次优化设计

以钢框架结构为研究对象,在钢框架设计理论及结构优化理论的基础上,以惯性矩为设计变量,构建反映结构抗震性能的总应变能最大化和反映结构造价的总用钢量最小化的多目标优化函数,通过改变加权系数调整结构应变能和结构用钢量在优化中的重要性程度,基于复形法思想借助Matlab编程进行结构层次优化设计,得到不同加权系数下优化后的结构应变能和结构用钢量。在此基础上,将构件惯性矩作为定值,以构件截面参数为设计变量,借助Lingo优化软件对钢结构构件进行优化设计,得到最优截面参数。与传统设计结果相比,优化后的结果不仅降低了结构用钢量,结构性能也得到了提升。     

杆系结构优化设计模型的快速评估方法

为提高空间钢结构初步设计过程中方案筛选的效率、节省杆件截面迭代过程的计算量,提出了一种针对空间杆系结构模型的快速评估方法,基于单一截面杆件结构模型,依据一次有限元结构分析结果估算结构用钢量,实现模型整体受力性能评估,并且以平板网架为例对该方法进行了测试.结果表明:该估算方法得到的结构用钢量与截面迭代优化后实际用钢量吻合...     

基于正演分析的模型参数修正

为探索测量信息不完整情况下基于均匀设计的正演分析法的适用性,设计并修正了一个钢桁架模型．在获得少量测量数据的情况下,分析和确定了主要修正因素．利用变截面梁模拟了钢桁架节点的力学特性．采用置信区间确定了识别结果的取值范围．采用全因素、嵌套和分步3种均匀设计方案修正了钢桁架模型参数．计算结果显示:采用上述方法确定的模型修正因素及其水平正确有效,基于分步均匀设计方案的正演分析法的修正结果最合理．在实际结构的模型修正中,应正确确定模型修正因素并分清主次,构建小规模均匀设计方案、分多步修正模型,以减少计算量和避免不合理的模型修正解．基于研究过程中的教训与经验,最终总结出了一套适用于大型复杂结构模型修正的方法并给出计算步骤．     

考虑性能约束的卫星设备布局优化策略

针对桁架式卫星舱内的设备布局需求,提出了一种新的考虑性能约束的卫星设备布局优化策略。首先,以桁架式卫星舱内设备布局设计为背景,建立了卫星设备布局优化的数学模型;然后,引入整数优化的思想,以待布设备的安装序列为设计变量,并提出逐次布局策略与局部调整策略,按照先左后右-先下后上的布局准则,由已知待布设备的安装序列求解获得各待布设备的安装位置,进而可得出待布设备的总质心位置;由于在逐次布局与局部调整阶段,即每次计算目标函数值过程中,已将散热能力约束与设备干涉约束考虑在内,故卫星设备布局优化问题可转化为无约束优化问题,降低了卫星设备布局优化的难度。最后,将该布局优化策略用于某卫星设备布局实例中,从优化结果上验证了卫星设备布局优化策略的正确性,该策略有效地降低了卫星舱内设备布局的设计难度,为提高桁架式卫星总体设计的效率提供了支持。     

全浮式半轴的结构计算分析与优化设计

根据力学公式及有限元线性计算的结果得出委托方提供的全浮式半轴原始设计具备了结构优化条件;结合产品新工艺提出了3种优化方案,分别对各种设计方案在考虑材料非线性和结构表面热处理因素影响的条件下进行非线性有限元分析;使用失效扭矩作为评价各设计方案的强度指标,结合减重效率值对各设计方案进行比较;采用该方法所得出的最优设计方案不仅简化了产品加工工艺而且具有显著的减重效果.     

基于多种群遗传算法的钢框架结构优化设计

传统的基于力学分析软件的结构设计方法存在效率低下、依靠专家经验等局限性,采用智能算法能实现高效的结构自动优化设计。然而,由于随机搜索特征,优化结果和收敛性高度依赖于算法的参数设置,需要通过试算来确定其合理取值,该方法会造成优化效率低、计算量大等问题。引入多种群协作和信息共享机制来改善此类问题,并研究其在结构优化设计中的适用性。利用MSC.Marc软件建立钢框架结构有限元模型,采用底部剪力法将地震作用等效为水平荷载施加到结构上,搭建有限元软件与智能算法的自动优化过程,以结构的总体材料用量最低为目标,考虑了层间位移角、应力比、构件稳定性和宽厚比等多种约束条件,以遗传算法为基础,通过适应度尺度变换、基于方向的交叉算子、非均匀变异算子、自适应概率、精英保留策略、重复项替代机制、基于约束的策略对其进行改进,引入多种群思想,对比多种算法优化结果的差异。结果表明：基于多种群的遗传算法能有效改善优化结果对算法参数的依赖性,提高结构优化设计的效率。     

响应面模型在耐压壳优化设计中的应用研究

针对有限元模型应用于优化设计时效率低的问题,提出了一个环肋圆柱壳结构优化设计策略.该策略用APDL语言建立参数化结构有限元分析模型,并根据设计要求选取设计变量,用试验设计的方法在设计变量空间里选取样本点并进行结构分析,得到各样本点的响应.最后用这些样本点和响应建立起结构质量和应力的二阶多项式模型,并对响应面模型采用罚函数法进行优化获得最优解.结果表明,所提方法提高了结构的强度利用率,缩短了优化时间,研究结果对实际应用有参考价值.     

低比转速离心泵叶轮几何参数多目标优化

低比转速离心泵的效率与泵的损失、汽蚀余量和扬程曲线的稳定性有关.以能量损失最小、汽蚀余量最小及消除驼峰为目标,采用线性加权组合的方法,建立低比转速泵叶轮几何参数的多目标优化函数,并应用超传递近似法进行多目标优化.实例优化证明,采用该方法,设计者可根据实际经验对各目标函数的重要性进行模糊评价,合理确定各目标的权值,对泵的效率、汽蚀和稳定性等性能进行设计优化,以得到更为科学的设计方案.     

考虑参数权重的数控机床电主轴加速试验优化设计

为解决电主轴步进多应力加速退化试验针对模型参数优化设计时部分模型参数估计精度低的问题,提出了一种新的步进多应力加速退化试验方案优化设计方法。利用敏感性分析方法、应力综合重要度确定加速退化试验中加速模型的各参数权重,基于Ds准则与各参数权重提出了一种新的优化设计准则,结合遗传算法给出了优化流程。最后,以国产电主轴为例,对其加速退化试验方案进行了优化设计,将结果与现有准则进行对比,验证方法的有效性。     

考虑环境温度变工况的分液冷凝有机朗肯循环系统优化设计

有机朗肯循环是最具潜力的低品位热-功转换技术之一,设计工况的选择和考虑变工况的系统设计和运行方法对降低系统全年发电成本或提高系统年均发电效率有重要意义.本文建立了余热驱动有机朗肯循环系统设备结构参数和系统运行参数同步优化模型并提出了求解策略;考虑到环境温度随季节变化的特性,选取4个环境温度作为设计工况,分别得到了4个设计工况下最优设计方案,基于4个设计结构优化全年运行方案,并比较不同系统配置下全年变工况的综合性能.研究结果表明：同时优化系统参数及设备结构参数对提高系统性能至关重要;环境设计温度不同,设计的最优结构和运行方案不同,可根据多个变工况环境温度对系统进行优化设计,优化全年运行方案.     

深圳市化粪池污泥处理方案的费用-效益分析

讨论了深圳市化粪池污泥处理拟建项目的四个可能的总体工程设计方案,采用费用－效益分析方法建立评价准则和矩阵,对各方案进行了技术经济综合评价,推荐出优选方案．研究结果表明,费用－效益分析法是一种适用于环境卫生工程项目多设计方案技术经济综合评价的较好方法     

交错桁架结构的设计

采用PKPM系列软件和有限元程序SAP2000,分析了钢框架-剪力墙和交错桁架-剪力墙两种结构方案的抗震、抗风性能,以及在满足设计规范前提下的结构用钢量.对比设计结果显示,交错桁架-剪力墙比钢框架-剪力墙用钢量低,纵向框架结构形式对交错桁架的用钢量有一定影响,设计时宜采用剪力墙或支撑体系增强纵向框架刚度.     

减速器计算机辅助设计系统的研究

介绍了减速器计算机辅助设计系统的设计思想和总体结构。该系统主要由传动方案拟定,结构方案拟定,结构参数优化和绘图四部分组成,可以极大地提高减速器的设计质量和效率。     

浮式驱动轮脚动力性能的试验研究

研制了变参数叶片式试验轮和浮式驱动试验装置；实测了在多轮脚作用下土壤对轮脚的垂直反力和水平反力以及驱动轮牵引力和施加在轮轴上的扭矩；采用正交试验设计方法综合考察了轮腿数、轮脚驱动面倾角、入土深度和滑转率对牵引力、驱动效率的影响，给出了各因素影响的主次顺序及选择依据