基于小生境Pareto遗传算法的混凝土桥面板维修优化

混凝土桥面板是桥梁组成部分中最易损坏的结构单元,维修频率最高.研究了在各种约束条件下如何得到混凝土桥面板最佳维修策略问题.建立了桥面板维修的多目标优化模型,同时满足费用最小化以及性能最大化等多个相互冲突的目标,并采用小生境Pareto遗传算法(NPGA)求解.结果表明,基于NPGA的桥面板维修优化方法提供了一系列可行解供桥梁管理者根据偏好进行挑选,增加了维修策略的选择范围.这种方法既可以避免单目标优化无法考虑其他影响因素的缺点,又可以克服多目标优化传统解法的某些不足,提高了维修决策的科学性、合理性,适于指导桥梁维修工程实践.     

用折衷规划进行路面管理的多目标优化

为实现有限资源约束下路面管理效益的最大化和费用的最小化,提出多目标优化方法.应用折衷规划的数学方法建立路面管理决策双目标优化模型,目标函数为路网平均路面性能和维修设备工作时间最大化,约束条件包括维修费用、人力以及最低路面性能等;通过路网养护维修数据对模型进行验证.计算结果表明,维修费用和维修人员的使用率分别达到92.8%和99.9%.该方法是路面管理的有效优化工具,能够实现路面管理的多目标决策.     

汽车变速器壳体多工况自适应性拓扑优化方法研究

为解决汽车变速器壳体多工况拓扑优化适应性问题,提出一种基于折衷规划拓扑优化理论的汽车变速器壳体多工况自适应性拓扑优化思路.以某前横置变速器壳体为研究对象,以刚度最大、柔度最小为优化目标,借助Hyperworks分析软件,开展变速器壳体折衷规划自适应拓扑优化设计方法研究.经有限元分析验证,运用折衷规划拓扑优化方法形成的变速器壳体结构设计模型,在一/倒档两典型工况下的目标函数都逐渐收敛于最小值,各档位柔度均达到最小,可同时满足汽车各工况下变速器壳体强度可靠性要求.应用实践表明,折衷规划拓扑优化法是一种有效解决复杂结构体多目标优化问题的可行方法.     

带时间窗约束的危险化学品运输路径优化

在时间窗约束条件下对危险化学品运输路径进行优化研究,结合危化品的多目标路径优化方法,将时间窗约束条件与最小化运输阻抗、运输风险及风险敏感度的优化目标相结合,最终形成改进后的危化品运输路径优化模型。针对危化品在高速公路上运输时的实际情况,采用模糊折衷规划算法对建立的模型进行计算和验证。结果表明:危化品在特定路网上运输时,不仅需要考虑运输阻抗、运输风险和运输风险敏感度,还需要结合实际考虑运输路网中的道路是否有时间窗的约束,根据约束条件合理规划危化品运输路径,从而减少危化品运输事故的发生。此外,用模糊折衷规划算法对有时间窗约束的道路进行分析,得到的优化路径与实际可选运输路径具有一定的吻合性,从而证明本文所构建的带时间窗约束的危化品运输路径优化模型具有实际意义和可靠性。     

后结合预应力组合梁负弯矩区混凝土开裂性能试验

为了研究后结合预应力技术改善混凝土桥面板组合梁在负弯矩作用下的受力性能,特别是混凝土的开裂性能,设计制作了2根组合梁(一根是常规混凝土桥面板组合梁,另一根是后结合预应力混凝土桥面板组合梁),进行了2根组合梁的静力试验.测试了在不同荷载作用下组合梁的变形、不同截面上构件的应变分布、混凝土的裂缝、钢与混凝土之间的相对滑移以及极限承载力等.试验结果表明:后结合预应力混凝土板连续组合梁的初始开裂荷载和正常使用状态的极限荷载分别是普通连续组合梁的3.87倍和5.38倍,说明采用后结合预应力混凝土桥面板能够大大提高组合梁负弯矩区混凝土的抗裂性能.     

开口U形肋组合桥面板基本力学性能

为了检验所提出的开口U形肋组合桥面板在桥梁使用中的受力性能,并区分其与常规桥面板的受力性能,设计制作了3个不同桥面板试件,其中包括1个混凝土桥面板、1个正交异性钢桥面板、1个带U形肋组合桥面板.通过静力试验测试了不同桥面板在荷载作用下负弯矩区混凝土开裂情况、桥面板不同部位的结构应变和变形、极限承载力等.试验结果表明,在车轮荷载作用下,开口U形肋组合桥面板的应力远远低于正交异性钢桥面板的应力,避免了桥面板钢结构疲劳的发生;在重量比混凝土桥面板小57%的情况下,组合桥面板的承载力是混凝土桥面板的1.42倍;在用钢量约为钢桥面板1/2的情况下,二者的承载力相当.     

动态交通环境下的纯电动车辆多目标出行规划

为缓解电动车辆出行过程中包括里程不足、充电时间长、充电站稀少以及电池循环寿命有限等固有问题,提高电动车辆的行驶性能以及驾驶员的接受程度,需要为其推荐合理的出行与充电方案。然而,目前出行方案制定方法没有考虑到交通环境复杂多变的特性,并且仅能提供在单一目标下的出行方案,难以为驾驶员提供综合考虑多种因素的出行策略。该文提出了一种在动态随机路网环境下的考虑多目标多约束的电动车辆出行规划策略。该出行规划策略考虑到交通环境的时变随机特性,利用多目标蚁群优化方法计算求解最优Pareto解集,为驾驶员推荐包括出行路径、各路径上的行驶速度、充电位置与模式、空调使用等出行要素。研究结果表明:基于动态随机路网的出行方案相比于基于静态确定性路网的出行方案更为优秀;相比于单一目标出行方案,基于多目标优化的出行策略综合性能更好。仿真结果证明了该方法能够协调各优化目标与约束条件,合理推荐电动车辆的出行方案解集,提升电动车辆的使用性能。     

基于博弈论方法的多约束多目标家庭能源管理

针对单目标家庭能源管理无法实现最优的系统负荷高峰需求削减,提出一种基于博弈论方法的多约束多目标家庭能源管理方案.该方法考虑了各种类型的家用电器约束,如不可变电器(NSA)、时间可变电器(TSA)等.在合作博弈过程中,将每个家庭能源管理目标作为1名参与者,且每名参与者均尝试最大化其自身收益,所有参与者都可以通过集体协商实现双赢.同时,方法还考虑了智能电池储能系统,以最大化可再生能源利用率,并进一步改善多目标优化的性能.各种场景下的不同案例分析证明所提出模型的有效性,能够得到最优折衷解.与加权和方法相比,所提方法更具优势.     

考虑滑移效应的钢-混组合梁非线性有限元研究

混凝土桥面板和钢梁之间的剪力连接件能协调混凝土翼板和钢梁的变形,保证钢梁和混凝土桥面板产生组合效应共同工作,但绝对刚性的连接件并不存在,无论是完全剪力连接还是部分剪力连接都存在纵向界面滑移。纵向界面滑移使截面的实际弹性弯矩小于采用换算截面法的弯矩计算值,同时使构件的挠度和应变增大,所以不考虑纵向滑移就不能真实、准确地反映组合梁的受力性能。基于Newmark几何模型,将混凝土板和钢梁以及剪力连接件按一整体单元考虑,采用T.L列式增量法,推导了考虑纵向滑移效应的非线性钢-混组合梁单元模型,并描述和定义了所采用的组合梁各个构件的材料非线性本构关系,最后通过算例验证了所推导方法的准确性。     

基于不同租期下的预防性维修优化策略

针对租赁市场的实际情况,提出了一种既考虑租期不同又考虑维修服务质量的多设备租赁的预防性维修策略;策略综合考虑了惩防成本、预防维修、小修、故障率阈值以及维修服务质量等因素对利润的影响,以出租方利润最大化为目标的预防性维修策略,优化了故障率阈值,并利用遗传算法共同优化了修复程度和不同租期下的维修次数;实例证明了模型的可行性,也为企业的设备维修管理提供了一种新的建模与决策思路。     

基于多目标优化的超盒粒计算分类算法

粒的数量和分类错误率是粒计算互相冲突的两个目标,同时最小化这两个目标是不可能的.针对此,构造了多目标优化问题,分别建立分类超盒粒数量和训练错误率两个目标,通过多目标演化算法对该多目标优化问题进行求解,从而产生一系列分类超盒粒集.随机产生初始种群,多目标演化算法通过利用演化操作和反复迭代的方法,得到供用户选取不同性能的解集.     

T形肋正交异性组合桥面板力学性能

为了检验所提出的T形肋正交异性组合桥面板在局部车轮荷载作用下的受力特性及这种桥面板在桥梁第二体系中的受力性能,并区分其与常规桥面板的受力性能,设计制作了4个不同桥面板试件,其中包括一个混凝土桥面板,一个正交异性钢桥面板,两个不同尺寸的T形肋正交异性组合桥面板.通过静力试验测试了不同桥面板在荷载作用下负弯矩区混凝土开裂情况、桥面板不同部位的结构应变和变形等.试验结果表明T形肋正交异性组合桥面板在车轮荷载作用下其局部应力水平显著低于正交异性钢桥面板,相同宽度的T形肋正交异性组合桥面板其极限抗弯承载力分别是混凝土桥面板和钢桥面板的2.30倍和1.57倍以上,表明T形肋正交异性组合桥面板具有较强的抗疲劳性能.     

高速公路桥梁桥面板养护方案多目标决策方法

针对桥梁养护决策效率低、养护资金不足和分配不合理等问题，提出了一种高速公路桥梁桥面板养护方案多目标决策方法.首先，建立养护技术数据库以储存养护技术的量化数据;之后，使用基于熵权的理想点(TOPSIS)法和层次分析法(AHP)分别确定高速公路网络内桥梁桥面板养护优先级系数和养护目标的权重;然后，构建以0-1背包问题为基础的多目标决策模型;最后，以辽宁省沈阳市绕城高速(G1501)公路上5座桥梁为案例验证该方法的有效性.结果表明，该方法在养护决策的过程中能够充分考虑桥梁桥面板的养护优先级，制定合理、有效的养护策略，从而有效支持公路桥梁养护管理决策.     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥拱顶桥面断缝研究

一座大跨度上承式钢管混凝土拱桥,拱顶一段设计为框架式结构,为了减小混凝土桥面板应力,框架段桥面每隔一定距离设一道断缝。本文主要研究拱顶框架段桥面断缝对全桥结构静力特性与动力特性的影响。结果表明,拱顶框架段桥面设置断缝可降低框架范围内桥面板的应力,但拱肋混凝土应力有所回增,时结构的动力特性影响不大。     

多目标模糊优化理论及其在制造系统中的应用

基于单目标最优解模糊化基础上的多目标模糊优化方法能够反映各个单目标最优解与多目标满意解之间的相互关系,较好地解决多目标优化问题。文章根据多目标模糊优化的基本原理,结合目标相对优属度概念,提出了具有相互矛盾目标的系统多目标模糊优化方法,并通过示例说明了该方法在制造系统优化中的应用。     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥拱顶桥面断缝研究

一座大跨度上承式钢管混凝土拱桥,拱顶一段设计为框架式结构,为了减小混凝土桥面板应力,框架段桥面每隔一定距离设一道断缝。本文主要研究拱顶框架段桥面断缝对全桥结构静力特性与动力特性的影响。结果表明,拱顶框架段桥面设置断缝可降低框架范围内桥面板的应力,但拱肋混凝土应力有所回增,时结构的动力特性影响不大。     

装配式混凝土板桥桥面加固技术的试验研究

通过在装配式混凝土板板顶植筋并对桥面施加横向预应力,不但可以加强板与桥面铺装层的连接,而且还可以加强整体结构的横向整体性,增强结构对动载冲击、震动、磨耗抵抗能力.以寨河桥为工程实例,进行了植筋和预应力张拉前后10个工况的混凝土板挠度和应力的现场测试,结果表明,植筋等增加桥面预应力的措施确实能够预防桥面病害的发生,并能提高桥面的承载力,减小挠度,为相关工程提供了依据.     

桥面铺装结构粘结性能仿真分析

针对装配式预应力混凝土空心板桥,利用各向异性线弹性理论和三维有限元的方法,构造了一种正交各向异性接触模型,模拟铺装层与桥面板之间的接触情况,并考虑铺装层厚度的影响,对层间剪应力进行了力学计算与分析,为设计与施工提供依据.