大跨张弦桁架结构尺寸优化设计研究

以结构重量为优化目标函数,以杆件截面为设计变量,对大跨张弦桁架结构进行尺寸优化设计研究,考虑了杆件长细比、强度和稳定以及结构刚度等约束条件.杆件截面设计变量采用现行规格离散值,利用直接搜索法进行优化搜索.研究表明,大跨张弦桁架结构设计是由结构刚度条件控制的,直接搜索法与离散设计变量联合使用提高了优化搜索速度.     

张弦桁架结构拉索设计预应力影响因素研究

提出预应力态张弦桁架结构计算模型,采用有限元分析技术建立了拉索设计预应力计算公式,以哈尔滨国际体育会展中心屋盖张弦桁架结构型式为背景建立算例结构模型,研究了拱桁架上下弦杆截面积比对拉索设计预应力、结构特征杆件内力和结构变形的影响,以及张弦桁架结构矢跨比所产生的影响．文章的研究方法和成果可为今后此类大型张弦桁架结构的设计和施工提供借鉴和参考．     

大跨度新型张弦桁架的实验研究

结合管桁架和张弦梁的力学和构造特点，通过在管桁架结构的下弦加竖直撑杆，配置拉索并施加预应力，得到一种新型空间结构形式——新型张弦桁架结构，它可以看作是张弦梁加竖直撑杆时的一种特殊结构形式。这种结构不仅具有管桁架的优点，同时又能克服张弦梁的许多不足之处。     

桁架结构拓扑及截面尺寸优化设计方法

为克服传统基结构设计方法对最优解的束缚,实现桁架结构的拓扑布局及尺寸优化,提出了将连续体与离散杆系相结合的桁架结构优化设计方法。从连续体出发,基于SKO连续体拓扑优化方法得到了最优拓扑布局; 以二值图像细化算法为基础,提出了基于有限单元8邻域网格模型的骨架提取算法,通过剥离冗余单元,得到了连续体拓扑优化结果的中心传力骨架; 以单元主应力为判据,精确找到骨架中的关键点,并连接关键点形成了初始桁架结构; 基于拉格朗日乘数法和Kuhn-Tucker条件,以初始桁架中杆件的内外半径为设计变量,结构体积为约束条件,结构柔度为目标函数,建立了桁架结构杆件尺寸优化的数学模型,并推导出其优化迭代准则。最后,以一悬臂结构为例对该优化方法的应用进行了说明,并使用一经典算例与其他文献中的方法进行了对比,结果表明:该优化方法得到的桁架结构具有优化的拓扑构型和力学特性,杆件布局、尺寸合理,应力均匀。     

大跨度张弦桁架预应力张拉控制研究

应用有限元软件ANSYS,通过对模拟千斤顶升温的模拟千斤顶法实现拉索预应力,提出了张弦桁架预应力的实用确定方法．将使用状态下计算得到的千斤顶温度荷载加到施工状态的计算模型即可求出施工需控制的索力、控制点位移．二次张拉需考虑张拉对相邻桁架的影响,施工控制难度大,本文结合哈尔滨会展体育中心支座跨度128m的超大跨度预应力张弦桁架结构的深化设计计算,提出了单榀张弦桁架下弦拉索胎架一次张拉法施工方法,通过对张拉阶段胎架与张弦桁架间摩擦力的计算研究,定量索力下跨中位移法考虑摩擦力影响,以跨中竖向位移作为预应力张拉的主要控制指标,成功地完成了该工程预应力张拉施工．     

桁架尺寸优化微分演化算法

为了解决带有应力约束和位移约束桁架结构的尺寸优化问题,将微分演化(Differential Evolution,DE)算法应用于桁架结构的尺寸优化设计.介绍了DE算法的基本原理及其进化策略,给出了桁架结构优化的数学模型.对几个经典问题进行了求解,并与其他优化算法进行了比较.数值结果表明了DE算法收敛特性好、稳定性高,可...     

基于可靠性的预应力钢桁架结构优化设计

预应力钢结构是一种将预应力与钢结构相结合的新型结构,本文对预应力钢桁架结构在可靠性分析的基础上,将可靠性指标引入分项系数中,建立优化数学模型,采用遗传算法进行全局选优,通过算例证明了其可行性和有效性．该优化算法可以为预应力钢结构的工程应用提供有价值的参考．     

预应力值对张弦梁结构受力性能的影响分析

介绍了张弦梁结构的特点和受力机理．利用通用有限元程序对一个算例进行了静力分析,详细阐述了预应力大小对该结构受力性能的影响,可供结构设计参考．     

钢-砼协同式新型张弦桁架结构仿真

借鉴成都新世纪国际会展中心钢结构部分的空间张弦桁架屋盖结构,设计一种下部是预应力空间桁架和上部梁板结构组合成的新型张弦桁架结构型式,通过大型有限元软件Ansys对该结构进行了静力仿真分析,并研究了分阶段施工对结构受力性能的影响。结果表明,协同工作有效地提高了结构的整体刚度,明显改善了结构的变位和内力。     

接触单元对短撑杆式张弦桁架静力影响分析

短撑杆式张弦桁架是一种新型张弦桁架,是对传统张弦桁架的改进。采用有限元分析方法,对撑杆式张弦桁架索与撑杆接触单元模拟不同对桁架结构内力比较分析。     

张弦梁结构动力稳定判断方法探讨

基于经典结构动力稳定性能判断准则,针对张弦梁结构特点,提出适用于该种结构类型的动力稳定判定的建议方法,并通过算例验证该种判断方法的可行性．     

考虑压杆稳定性的桁架拓扑优化设计

目的 初探用进废退思想在桁架拓扑优化设计中的应用,开发相应的优化程序并用算例进行验证。方法 在桁架拓扑优化设计中考虑结构中受压杆的稳定性,同时考虑材料应力约束和压杆的稳定应力约束,通过杆件的实际受载情况及其应力约束值来调整各杆件的截面积,剔除优化结果中截面积小于阈值的杆件,以得到最优的拓扑结构和杆的截面大小,使各杆在保证结构稳定的前提下各尽所能,物尽其用。结果 优化结果表明桁架达到减重和安全稳定的     

初应变迭代法确定张弦梁结构目标预应力研究

张弦梁结构为预应力张拉体系,采用合理的预应力值对零状态的形态分布及荷载态的结构分析至关重要.运用ANSYS的APDL(Ansys Paramatic Design Language)语言编程,采用初应变迭代法以索应力或结构位为目标值,可得出满足条件的初应变值,提出了两种实现目标预应力值的简洁高效方法,并给出了相应的算例,可供类似张弦梁结构分析参考.     

TMP手控器的频率特性分析

TPM手控器属于杆系结构 ,设计原则为重量轻、强度精度高。机构的固有频率对操作性能的影响较大 ,用有限单元法建立机构的模型 ,分析了不同截面形状对机构固有频率的影响 ,为高精度手器设计提供了理论依据。     

桁架结构优化设计的免疫克隆选择算法

为了解决带有应力约束和位移约束的桁架的尺寸优化问题,将免疫克隆选择算法应用于结构的尺寸优化设计.根据免疫学基本原理,在基本克隆选择算法的基础上引入精英策略,并给出合理的参数值.在桁架结构优化的数学模型中,采用惩罚函数法处理违反约束的情况.最后对几个经典的桁架进行了优化.数值结果表明,改进的免疫克隆算法收敛速度快、鲁棒性好,可以应用于桁架结构的优化设计.