平板网架选型设计的探讨

本文从实用角度出发,结合工程实例对网架选型设计的思路和方法进行了探讨,认为网架的选型设计除应考虑用钢指标外,尚应结合建筑功能要求、施工安装方法、场地条件和屋面板型式等情况进行综合考虑,最终确定适合工程实际的最佳选型。     

浅谈网架设计

介绍了网架知识、网架设计及工程应用,分析了网架结构的受力特点,并通过大量计算对比得出网架用钢量的计算公式,为工程造价提供了快速准确的衡量依据。     

整数优化(网格法)程序设计及应用

目前,在机械优化设计中,离散量或混合量的优化设计程序尚少,而在设计变量中包含有离散变量时,如齿轮的齿数、模数、钢板厚度等,则应选用整数优化程序。因此,本文以网格法为基础,根据设计变量变化的性质,分别采用连续量和离散量进行迭代计算,以获得较理想的最优化解。本文用ALGOL语言编写了整数优化计算程序,并进行了实例计算。程序简单易懂,使用方便灵活,特别对求解小型混合量优化设计课题是有参考意义的。     

对斜放四角锥网架几个主要问题的探讨

本文根据设计实例和已建的三十多个半螺栓球节点斜放四角锥网架,进行内力和技术经济分析比较得知:30米左右跨度的斜放四角锥网架用钢量最省;网格大小及网架高度等参数对用钢量有较大的影响;设置赘杆能较好地调整杆件内力,降低造价。因此,本文对斜放四角锥网架的设计与施工具有实用参考价值。     

基于ansys的网架结构优化分析

文章介绍了网架结构ansys分析的方法和相关命令流,利用ansys中的荷载工况组合对网架自重和外荷载进行荷载组合,确定了网架的最大变形和各杆的轴力,得到了该网架各杆的应力。再定义杆件壁厚作为设计变量,节点最大变形和杆件的应力作为状态变量,以达到目标函数钢材用量最小的目的。该文借鉴钢结构构件的可靠度指标的取值范围,综合分析网架结构的破坏特点之后,采用模糊优选方法,确定了网架结构杆件的可靠度指标。将可靠度指标约束条件引入网架结构模糊优化设计中,建立基于可靠性的模糊优化设计模型,使网架结构在进行优化设计时达到经济性和安全性的协调统一。分析结果表明了ansys在网架结构优化分析的可行性。     

哥特式建筑风格与现代网壳结构设计的融合—角锥折板网壳参数化设计及形状优化

借鉴哥特式建筑风格和角锥折板网壳特点,采用APDL(ANSYS parametric design language)参数化设计语言,研制了五种不同网格类型的角锥折板网壳参数化设计宏程序,实现了给定跨度S、矢高F、环向对称区域份数Kn和径向节点圈数Nx等参数下,五种类型角锥折板网壳参数化设计。对五种网壳进行了受力性能分析,探究了网壳结构最不利位移、最不利应力随矢高变化规律:并以结构耗钢量为目标函数,以Kn、Nx为设计变量进行了形状优化。建模实例表明该参数化设计宏程序方便、快捷,形状优化设计给出了在跨度、矢高不变时结构耗钢量随网格数变化规律及耗钢量最小的最优网格数。     

ANSYS环境下基于离散变量的网架结构优化设计

以通用有限元分析软件ANSYS作为运行环境,将网架结构的杆件截面面积作为离散的设计变量,以网架结构的总质量为目标函数,同时考虑网架的强度、刚度、稳定性以及截面尺寸等约束条件,采用一维搜索方法和改进的应力比法等优化方法,对网架结构进行了优化. 工程实例计算表明:该优化算法原理简单,收敛速度快,能在保证安全的基础上降低工程造价,取得较好的优化设计结果.     

某小型体育馆钢网架结构优化设计

近年来,空间结构在我国有了很大的发展,其中尤以平板网架发展最快、应用最广泛。为了降低工程造价,本文采用优化设计的方法减少用钢量,以结构杆件总质量最小为优化目标,根据杆件的强度、刚度、稳定性、最小截面及结构挠度的约束条件,建立有限元模型,最终确定经济可靠的网架模型。     

基于APDL语言的网架结构优化设计

以通用有限元分析软件Ansys的二次开发语言APDL为开发工具,以网架结构的杆件截面面积作为设计变量,以网架结构的总质量作为目标函数,并考虑网架的强度、稳定、刚度、挠度以及截面规格等约束条件,采用改进的一维搜索算法和满应力准则法,分刚度、应力两步骤对网架结构进行优化.工程实例表明,该优化设计原理简单,收敛速度快,Ansys的分析结果可直接作为优化设计结果使用.     

钢管混凝土格构式风力发电机塔架的结构选型及优化

介绍了一种新型风力发电机塔架的结构选型及优化,结合大量塔架模型算例,运用大型有限元分析软件ANSYS 10.0,以塔架的用钢量、水平刚度为指标,给出不同腹杆型式、不同塔身斜率等体型参数对风力发电机组塔架受力性能的敏感影响程度,确定风力发电机组塔架体型参数的最优取值范围或最佳设计方案,为今后的设计工作提供参考设计尺寸及设计方案.     

基于均匀设计与线性回归的定日镜结构优化设计

为节约材料,对定日镜结构进行了杆件优化设计研究.以定日镜平面和空间桁架的杆件尺寸为设计参数,以位移及应力为约束,采用均匀设计法对某定日镜进行风荷载作用下的近似优化,得到目标(位移、应力及用钢量)与参数之间的近似函数关系,并详细给出了不同条件下优化后推荐使用的杆件规格.结果表明:优化后的用钢量比现有结构节省13.8%.整个优化过程简单易行,优化结果可靠.     

数字化独立单元驱动精梳机机架系统结构的优化设计

基于数字化独立单元驱动精梳机机架的低阶固有频率及结构质量对其设计参数灵敏度分析的结果,选取其中较高灵敏度设计参数为优化设计变量,以机架结构质量最轻为目标,同时考虑满足前几阶低阶固有频率避开周期激励基频与倍频的性能要求,建立机架的ANSYS APDL参数化有限元模型,对机架系统结构进行优化设计,得以在轻量化下使机架系统具有较高的动态承载能力.该优化设计方法可有效减少机架系统有限元模型优化设计的规模,提高优化分析计算的效率,进而对推进较大型复杂结构有限元模型的动态性能优化设计具有借鉴作用.     

应用混合微粒群算法优化设计热油管道

考虑到年输量随油田产量和市场需求的影响而随机变化的实际,采用最佳平方逼近法确定热油管道的设计输量,在此基础上建立了包含年输量模型和参数优化模型的热油管道优化设计两级递阶模型。用微粒群算法和混合离散变量随机搜索法构成的混合微粒群算法解热油管道的参数优化模型,实现了热油管道的整体优化设计。算例表明,该综合算法优化设计热油管道得到的方案比单一采用离散变量随机搜索法、离散变量复合型法和基本的微粒群算法计算得到的方案更能节约年费用,且考虑年输量随机变化的管道设计方案更符合热油管道运行的工程实际。     

索穹顶结构多目标形状优化设计

为了得到指定结构跨度下的索穹顶结构形状最优设计方案,对设内拉环的Geiger型索穹顶进行单目标和多目标形状优化设计.以最小单位面积用钢量和最大结构刚度为目标函数,得到满足约束条件的整体预应力系数、拉索和压杆截面面积及结构形状参数的最优值.通过基于遗传算法的单目标形状优化设计以最小单位面积用钢量为目标的可行形状优化设计方案;多目标形状优化设计采用改进的带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),可得到同时考虑结构用钢量和刚度的Pareto最优解.决策者可根据不同控制目标的偏好要求,选择设计方案.     

桥式起重机桥架系列优化设计

应用优化理论进行桥式起重机结构设计是国内外研究得较多的课题之一.在以往的研究中,一般是以单台桥架进行设计并将各自变量作为连续量进行优化计算,然后进行圆整,计算精度与效率都较低.本文所介绍的是一个用于桥式起重机系列产品优化设计的实用程序,程序以桥架自重为目标函数,采用离散型变量进行优化设计,根据起重机设计规范建立了比较完整的约束条件,具有结果可靠,使用方便、实用价值高等特点.文中也对部分约束条件的建立与有关设计参数的调整提出一些看法.     

基于有限条模型的板结构振动主动控制设计

针对板结构形状的规则性，提出用有限条法进行建模，将二维薄板的控制设计降为一维控制问题的设计。对模型进行模态分析，采用独立模态控制法，把原问题进一步降维，成为一系列标量微分方程的优化设计问题。从而减少了振动主动控制设计的计算量和难度，能够很容易地用线性二次最优算法求得控制反馈量。     

轻型门式刚架的优化设计

本文通过调整不同柱距、跨度及荷载组合参数,对轻型门式刚架进行优化设计;得出门刚设计参数的取值方法,给出不同跨度不同开间用钢量差值,并对各种跨度下Q235门刚和Q345门刚用钢量进行比较。通过优化设计达到结构受力合理、安全经济的目的。     

水泥混凝土输送泵车结构优化设计

应用有限元法和灵敏度分析法,按照高刚度、轻质量的原则,选取泵车上35个参数作为设计变量,建立了以应力、刚度和一阶频率为性能约束,以质量最小为优化目标函数的优化模型,进行了基于灵敏度比方法的泵车结构动态优化设计,得出切合实际的优化设计方案。其中,用灵敏度比来优选设计变量的方法为优化理论的研究及其他机构的优化设计提供了新思路。     

平板网架综合优化设计

同时选取平板网架的高度、网格数及杆件截面作为设计变量,以网架的总造价最低为目标函数,按新规范要求对网架的外形及杆件的截面进行综合优化设计,并考虑了竖向及水平地震作用,提出了网架抗震设计的建议。内力分析采用空间析架位移法,优化方法采用直接搜索法和准则法有机结合的综合优化方法。并编制了SP-COD(FORTRAN77)程序,在Sun75 GX工作站上实现。     

反问题与神经网络相结合的混流泵叶片优化设计

针对三元扭曲叶片优化设计过程中设计变量较多的问题，采用动量矩为设计变量，再通过反问题计算得到叶片来间接对叶片进行参数化；针对评价函数计算量太大的问题，根据试验设计理论安排训练样本，采用神经网络建立设计变量与目标函数间的复杂的响应关系，并且详细研究了反向传播和径向基函数2种网络在对评价函数进行预测过程中的应用，建立了一种新的叶片优化设计方法，与传统的优化方法相比，其设计变量数目较少，以叶轮内的三维粘性流动分析为基础且大大缩短了计算时间，利用此方法对一台混流泵的扬程和效率进行优化，所得叶片性能良好，从而验证了此方法的有效性。