考虑载荷随机性的可行域调整的结构拓扑优化设计

考虑载荷大小和方向的不确定性,以结构柔顺度的期望和方差的加权和为目标函数,结构体积为约束函数,研究稳健结构拓扑优化方法。首先给出载荷大小和方向不确定情况下结构柔顺度期望和方差及其导数的显式近似式,而后改进可行域调整方案,提出具有收敛特征的稳健结构拓扑优化设计方法,探讨结构柔顺度期望和方差的权重因子以及随机量的方差对拓扑构型的影响。给出的算例表明,不论是确定载荷拓扑优化还是随机载荷拓扑优化,方法是可行和有效的,且可获得一系列清晰的拓扑构型和稳健的优化拓扑。     

考虑多约束和载荷随机性的稳健结构拓扑优化设计

考虑载荷大小和方向的不确定性,以结构柔顺度的期望和方差的加权和为目标函数,结构体积及多个结构位移为约束函数,研究可获得清晰优化拓扑的稳健结构多约束拓扑优化方法。给出了载荷大小和方向不确定情况下结构柔顺度期望和方差及其导数的显式近似式。结合可行域调整方案,提出具有收敛特征的结构体积和多位移约束的稳健结构柔顺度拓扑优化设计方法。研究了结构柔顺度期望和方差的权重因子对拓扑构型的影响,探讨了位移约束对结构稳健性的影响规律。算例表明,方法是可行和有效的,且可获得一系列清晰的拓扑构型和稳健的优化拓扑。     

基于可靠度理论的硐室顶部稳定性研究

基于硐室的顶部破坏模式, 考虑地下水的渗透效应, 将非线性Mohr-Coulomb破坏准则引入到极限分析中, 根据虚功率原理进行了能量耗散计算。考虑岩土参数的不确定性, 运用可靠度理论分析了维持硐室顶部稳定所需的支护力; 同时分析了周围土体参数对硐室顶部稳定性及维持硐室顶部稳定所需支护力的影响。研究结果表明: 孔隙水压力系数和非线性系数越大, 维持硐室顶部稳定所需的支护力也越大。同时, 土体参数的变异系数也会影响硐室顶部的稳定性, 因此建议加强对岩土参数随机性的研究。