涉及恒载和活载的桥梁结构拓扑优化设计

桥梁结构一般受到恒载和活载的作用,在其结构的拓扑优化过程中必须考虑载荷的变化．为了解决桥梁结构拓扑优化的应用问题,首先给出了桥梁结构的优化数学模型,结构活载采用效率活载替代;而后导出了涉及桥梁结构恒载和活载的多载荷工况的位移灵敏度公式,建立了考虑应力和位移要求的多约束三维结构优化算法．给出的两个拱桥仿真算例验证了方法的有效性和正确性．     

钢桁架拱桥的结构优化分析

为优化钢桁架拱桥的结构设计,利用ANSYS有限元软件的APDL二次开发功能,建立参数化钢桁架拱桥模型,开发影响线计算程序.利用影响线求解桥梁结构最不利活载位置.通过灵敏度分析将优化设计与可靠度分析联系起来,以桥梁结构关键构件和关心位置最大轴向应力和最大竖向位移为状态变量,以截面尺寸为设计变量,并以全桥自重为目标函数,将基于可靠度的结构优化与传统结构优化进行对比.结果表明,基于可靠度的钢桁架拱桥优化结构可以节省大量计算时间和空间,并有效减轻桥梁的自重,改善结构受力.     

钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈外包混凝土的调载技术

劲性骨架混凝土拱桥为跨越山区峡谷的一种重要桥型,随着对更大跨径混凝土拱桥的需求日益迫切,首先就要解决将大体积量混凝土外包在劲性骨架上。在调查大量此类桥型基础上,总结出在浇筑外包混凝土时的几种调载方法,并列举出实际桥例证明其调载效果,得出不同调载方法的优劣及使用范围,及对大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥外包混凝土浇筑的展望。     

关于寒冷地区拱桥未留伸缩缝对拱桥破坏影响的探讨

拱桥的伸缩缝作用是在活载作用及温度变化、混凝土收缩、支座位移等因素影响下，主拱圈将产生挠度，拱上建筑也随着变形，这时测墙或腹拱圈与墩（台）联结处将形成裂缝。实腹式拱桥的伸缩缝通常设在两拱脚的上方，并需在横桥方向贯通全宽及侧墙的全高。目前多将伸缩缝做成直线形，以便构造简单，施工方便。笔者对拱桥伸缩缝的认识和体会不仅仅是这些，更深的认识是伸缩缝能够切断受力，保证拱桥在不利状态下减少破坏，不影响通行功能。下面就实际的拱桥修建情况谈谈对拱桥伸缩缝重要性的体会及探讨。一、基本情况我县有一座单孔净跨6m、失高…     

三跨连续无腹杆预应力混凝土刚架拱桥的静动力特性

无腹杆预应力混凝土刚架拱桥是传统的钢筋混凝土刚架拱桥应用中的一个新发展.以尤溪洲闽江大桥主桥为工程背景,通过对结构基本设计参数的对比分析和动力特性分析,研究了三跨连续、无腹杆预应力混凝土刚架拱桥在恒载作用下的结构静动力特性.研究结果表明:①该桥型具有很大的竖向刚度和抗扭刚度;②在结构受力上兼具梁和拱的特点;③拱轴线形状对结构恒载内力的影响相对较小,但矢跨比和跨径比的变化对结构恒载内力的影响很大.     

公路连续拱桥施工方案的确定

本文以某公路连续拱桥上部结构的施工方案拟定为典型题材，介绍了该连续拱桥三种不同施工方案的拟定、比选与优化，为今后类似结构施工方案的确定提供一定的参考。     

湘潭湘江四大桥模型试验的加载方法研究

基于ANSYS软件建立了湘潭湘江四大桥有限元模型,通过有限元理论分析研究了桁架式拱肋组合受力特点,提出了关于桁架拱肋拱桥活载试验的一种活载加载方法.该方法将拱肋实腹段(拱脚)断面与桁架段断面分别按弯矩影响线与应力影响线布置活载.然后分别按传统方法和本文提出的新方法进行模型试验.理论与试验结果表明:新方法更能准确找出危险断面的最不利工况加载位置,这种新的活载布置方法也可为同类钢管混凝土桁架拱桥的试验提供参考.     

不对称V型斜跨钢箱拱桥索力优化及控制

以某座不对称V型斜跨钢箱拱桥为工程背景,建立有限元模型,结合现有拱桥与斜拉桥合理成桥状况调索方法,采用刚性支承连续梁法、零位移法、刚性吊杆法和最小弯曲能量法这4种常规调索方法对此异型拱桥成桥吊杆索力进行初调,并采用影响矩阵法对索力进行优化,发现常规调索方法得到的成桥索力分布较不均匀,优化后能得到较为均匀的索力,并一定程度改善结构在成桥恒载状况下的变形及受力.考虑异型拱桥施工过程中吊杆张拉工序对结构受力的影响,采用4种不同的张拉工序,对比分析张拉过程中吊杆索力极值、主拱圈扭矩极值、平面内弯矩极值、平面外弯矩极值及平面外位移极值,发现采用方案一(即中间至两端错位张拉吊杆)为最合理的张拉工序,研究成果对异型拱桥的设计及施工均有一定的应用价值.     

悬索线型拱轴线在大跨度拱桥的应用讨论

基于大跨径等截面拱桥的恒载分布更接近于沿拱轴均匀分布,该文推导了拱轴线的新型公式——悬索线拱轴线方程,并结合工程实例进行实桥分析计算,计算结果表明拱圈应力均匀性,验证悬索线型拱轴线在大跨度拱桥中应用价值.     

茅草街大桥主桥整体稳定性优化计算

茅草街大桥主桥为中承式钢管混凝土系杆拱桥，主跨368m，桥面净宽仅16m，宽跨比很小．为了保证茅草街大桥主桥的稳定安全性，同时又使设计经济、合理、美观，本文建立茅草街大桥主桥的空间稳定分析模型，研究横向联系构造及主拱圈构造的不同形式对钢管混凝土拱桥稳定性的影响，得到了拱桥构造与拱桥整体稳定性之间的影响曲线，提出了茅草街大桥主桥整体稳定性优化的措施。     

建筑冷负荷对综合能源系统运行优化的影响

为解决现有综合能源系统运行优化研究对建筑冷负荷的影响考虑不充分（多以“典型日负荷”或“预测负荷”代替空调期冷负荷）的问题,首先应用EnergyPlus软件对北京某园区进行建模和负荷分析,再以经济性为优化目标,基于园区的电、冷负荷供需平衡和综合能源系统设备的典型模型建立运行约束模型,在空调期对多能源耦合的综合能源系统建立运行优化模型。对优化模型使用Yalmip建模和编程,使用Cplex求解器求解问题,得到不同负荷条件下的综合能源系统空调期的运行优化方案,并分析其统一性和差异性。结果表明：本文构建的以经济性为目标的优化模型,可以使多能耦合的综合能源系统在目标下运行更加优化;不同建筑冷负荷条件下运行优化方案具有较大差异性;不同负荷条件下运行优化方案具有一定规律性。可见综合能源系统的运行优化研究应该全面考虑冷负荷的影响,本文提出的规律性运行优化方案为综合能源系统提升运行经济性提供了依据。     

基于改进多目标粒子群优化算法的配电网削峰填谷优化

电力系统削峰填谷优化作为负荷管理的重要手段,而储能系统在削峰填谷的功能显得尤为突出,以负荷峰谷差为目标的单目标优化已经无法全面评价储能系统在削峰填谷上的优势,为更好地体现储能系统在负荷管理上的优势,考虑以经济效益为调度目标的多目标优化问题(multi-objective optimization problem,MOP)显得尤为重要。基于此以负荷峰谷标准差和分时电价构建了配电网削峰填谷的多目标优化模型进行研究。提出基于拥挤距离排序的改进多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法,为改善算法陷入局部最优提出了变异机制的二次寻优,通过设置一定容量的外部档案存储非支配的帕累托(Pareto)最优解,最终获得Pareto最优前沿面。最后通过采用模糊隶属度法求解折中最优解,算例分析验证了本文所提模型的实用性和改进算法的有效性。     

冰蓄冷系统基于负荷预测和优化的实时控制

首先基于西安地区某办公楼空调季节的数据,进行了逐时温度和冷负荷的预测。然后,讨论了温度预测对负荷预测,负荷预测对离线优化的影响。结果表明,人工神经网络冷负荷预测的准确度不受异常天气情况的影响;而负荷预测的准确度直接影响非线性优化的结果;在线修正是至关重要的。最后,给出了实时控制中负荷预测及离线优化结果在线修正的实例。     

Optimal Operation of Energy Internet Based on User Electricity Anxiety and Chaotic Spatial Variation Particle Swarm Optimization

Ignoring load characteristics and not considering user feeling with regard to the optimal operation of Energy Internet(EI) results in a large error in optimization. Thus, results are not consistent with the actual operating conditions. To solve these problems, this paper proposes an optimization method based on user Electricity Anxiety(EA) and Chaotic Space Variation Particle Swarm Optimization(CSVPSO). First, the load is divided into critical load, translation load, shiftable load, and temperature load. Then, on the basis of the different load characteristics,the concept of the user EA degree is presented, and the optimization model of the EI is provided. This paper also presents a CSVPSO algorithm to solve the optimization problem because the traditional particle swarm optimization algorithm takes a long time and particles easily fall into the local optimum. In CSVPSO, the particles with lower fitness value are operated by using cross operation, and velocity variation is performed for particles with a speed lower than the setting threshold. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation analysis.Simulation results show that the proposed method can be used to optimize the operation of EI on the basis of the full consideration of the load characteristics. Moreover, the optimization algorithm has high accuracy and computational efficiency.     

不可逆简单空气制冷循环制冷率密度优化

以制冷率密度为热力学优化目标，分析了不可逆简单空气制冷循环的性能，导出了制冷率密度性能系数解析关系式，并由数值计算分析了压比、热导率分配等参数对制冷率密度的影响特点。     

分时段运行工业锅炉房负荷的最优分配

提出了一种具有实用性和经济性的分时段运行工业锅炉房负荷的最优分配模型．利用静态锅炉模型辨识方法得到了锅炉的最佳负荷率,确立了分配模型的目标函数和约束条件．通过工程实例检验了提出的负荷分配理论,并获得了相应的数据．针对不同的工业锅炉房,只要得到各台锅炉准确的燃料所耗量的特性方程,就可以应用该分配模型得到锅炉房负荷的最优分配结果．     

基于微服务架构的多资源负载均衡优化方法

为有效提高网络多资源利用率和执行效率,确保网络多资源负载均衡效果,通过微服务架构研究了多资源负载均衡优化方法。通过数据层、基础层、服务层、业务层以及表示层,建立微服务总体框架结构,动态调度网络多资源服务,降低负载情况,采用微服务架构,构造可扩展的网络拓扑结构。依据负载均衡优化目标建立优化模型,利用多蚁群算法对优化模型进行求解,通过局部和全局更新网络流量之间信息素,实现网络多资源负载均衡优化。结果表明：所提方法的资源负载均衡执行时间仅为10 s,网络资源利用率和负载均衡度分别为89.2%和89.4%。可见所提方法能够对网络多资源负载进行均衡优化,有效提高网络多资源利用率和执行效率,确保资源负载均衡效果。     

多工况下兆瓦级海上风电齿轮箱均载性能优化设计

针对兆瓦级海上风电齿轮箱行星级均载性能易受到时变非扭载荷影响的问题，该文提出了多风速工况下风电齿轮箱行星级均载性能优化方法。通过建立某型5 MW海上风电齿轮箱系统动力学模型，分析不同风速工况对其行星级内部激励和均载特性的影响规律，进而采用支持向量回归方法，重构风速工况齿轮修形参数均载系数之间的映射关系，建立考虑不同风速工况影响的齿轮箱行星级均载系数优化模型，实现多风速工况下行星级齿轮修形参数优化设计。研究结果表明：由风速工况变化造成的时变非扭载荷会使行星级的齿面和轴承出现偏载现象，并且在低风速工况时非扭载荷会显著降低行星级均载性能；优化后的风电齿轮箱在不同风速工况下其行星级内部激励均明显降低，齿面和轴承载荷分布更加均匀，均载性能得到明显提升。     

飞行器概念设计中多学科优化模型的研究

多学科优化技术的发展有效地提高了飞机的设计水平,同时提高了设计人员对非常规布局飞机的设计能力。以一种双后掠飞翼布局飞机为研究对象,建立新的优化模型对其进行气动、结构优化。优化过程分为系统级优化和学科级优化。在系统级优化中,航程定义为飞机全局性能指标。在学科级优化模型中,把升阻比和展向气动载荷分布的综合气动性能作气动学科优化目标,结构重量作为结构优化目标。优化结果表明,优化模型可以高效的运行,优化方案更接近最优解。