高压疲劳容器小接管结构优化设计

高压容器最大峰值应力一般出现在较小接管的内倒角处,本文采用ANSYS软件对小接管进行疲劳分析。通过分析接管最大峰值应力与接管厚度、内倒角、外倒角的关系及内扩孔时接管的最大峰值应力情况,对接管结构进行优化设计。     

高层筒中筒结构的优化设计及其应用

本文提出了以《高层建筑结构设计建议》有关条文为约束条件,以承重结构材料价为目标函数,运用复合形法原理的优化设计方法,并在IBM PC/XT微机上实现,可获得优化的筒中筒结构设计初步方案。文中运用连续化方法求解筒中筒结构的内力及其位移量,并通过具体工程实例说明该优化方法的应用。     

高层混合结构筒体厚度优化设计

为获得高层混合结构中外框架与混凝土筒体之间合理的刚度分配,利用结构优化的方法对筒体厚度进行主动选择,以筒体体积为目标函数,引入结构变形、剪重比、刚重比、框架楼层剪力、柱轴压比、底层墙肢轴压比、构件承载力、构造要求等约束限制条件.通过建立混合结构整体空间有限元模型.采用振型分解反应谱CQC法进行地震响应分析,提出了整体反映混合结构动力性能的优化数学模型.利用ANSYS作为优化工具,使用APDL语言编写优化文件.结合具体的高层混合结构实例,通过不同初始值求解来检验优化模型的可行性及优化算法的收敛性.优化后结构的内力减小,框架承担的内力比例增加,结构性能得以改善.     

框架-核芯筒结构优化设计

该文针对框架．核芯筒结构体系进行优化设计．其中单个构件采用改进复合形法分别优化,整体采用符合抗震设计规范的分部优化法,使建立的数学模型既满足结构的整体约束条件,又符合构件局部约束的要求．并以一个算例来证实理论研究,充分说明了该法的可靠性．该文首次将分部优化法引用到框架．核芯筒结构优化设计思想中,具有一定的参考价值．     

基于遗传算法的风机塔筒优化设计

开展塔筒优化设计可以有效降低塔筒制造成本,针对现有塔筒优化设计方法的不足,提出了一种基于遗传算法的风机塔筒优化设计方法.介绍了基于遗传算法的风机塔筒优化设计方法.以某型1.5 MW风机塔筒为例开展优化设计,结果表明:在满足塔筒安全可靠的情况下,采用遗传算法能够有效实现塔筒优化设计,与传统设计方案相比可将塔筒质量减轻约10.3%.     

高层筒体结构剪力滞后研究

重点讨论了筒体结构剪力滞后效应(SLE:shear lag effect)的产生机理,提出与SLE的力传递说有较大差异的新看法,认为引起筒体结构SLE的原因是沿翼缘方向上的抗侧力刚度不均(称为横向刚度):角柱由于腹板的作用使其抗剪刚度增大,中柱则相对抗剪刚度减小。刚度低的中柱产生较大弯曲变形,使裙梁及楼板也跟着变形,中柱抗弯能力降低,轴力减小,由于腹板的作用而刚度增大的角柱轴力自然会增大。利用大型有限元软件ANSYS对高层筒体结构在水平风荷载作用下进行计算分析,得出:角柱截面变化只是对其本身轴力影响很大,考虑到角柱在筒体结构中的重要性应适当增大其截面面积;去除角柱不但不能降低甚至消除SLE,反而使结构整体性降低。     

高层圆形筒体结构拟壳理论分析法

本文给出了在任意侧向水平荷载作用下圆形筒体结构的一种近似分析方法。给出了双筒体(外筒、核心筒)和三重筒体(外筒、内筒、核心筒)两类筒体结构的静力和动力计算公式,文末给出了双筒体结构的具体算例。本文根据圆形筒体结构的受力特点,在采用前人经常采用的两个基本假定的前提下,将外筒、内筒模拟为实体筒壳,按薄膜理论进行分析,在水平荷载作用下,考虑外筒、内筒与核心筒共同工作,按水平位移协调原则,确定它们之间的剪力分配,进而可以确定结构的内力和位移。本文提供的方法计算简便,工作量小,并且可以根据得到的解析表达式分析筒体的受力性能,便于研究和改选设计。     

新型筒体结构体系

结合国内外现代高层建筑实例．对近１０年来得以应用的几种新型筒体结构体系──成束筒结构和桁架筒结构等工作原理和受力特点作介绍和适当的评述．     

矩形框筒结构分析

本文基于连续化模型和势能变分原理,得到矩形框筒结构的控制微分方程组,从微分方程组解得满足边界条件的位移函数,成功地统一解决了等刚度和阶梯刚度框筒结构分析的问题。     

不同弹体对高压气瓶的撞击性能分析

运用ANSYS／LS‐DYNA软件对弹体撞击高压气瓶的过程进行数值模拟,得到弹头形状、子弹质量和接触面积不同时子弹穿透高压气瓶的临界速度和临界动能,分析了不同因素对子弹撞击性能的影响。结果表明,弹头形状对穿透动能的影响不大;在接触面积相同的情况下,随着子弹质量的增加,其穿透瓶体的速度逐渐降低,而所需的穿透动能逐渐增大;子弹与瓶体接触面积越大,需要的穿透动能越大。     

优化设计方法在结构设计中的应用

传统的结构优化设计一般都是考虑单目标,采用结构分析设计中的有限元移位法,考虑总质量最轻,总可靠性最高这两个目标函数和几何约束,应力约束这两个约束条件,对绗架结构进行多目标优化设计。     

基于有限元方法的圆筒形容器开孔等面积法补强效果研究

根据"钢制压力容器分析设计标准(JB 4732-1995)"规定的应力评定准则,分别建立传统采用的"路径1"和标准《压力容器》(GB 150-2011)推荐的"路径2"两条路径,采用有限元分析方法对直径1 000~3 000mm的容器(具有直径100~1 000mm开孔)进行接管壁厚的设计,并将采用"应力分析方法"得到的结果与采用"等面积法"的计算结果进行了对比。分析结果表明,等面积法较之传统采用的"路径1"偏于危险,但较之GB 150-2011推荐的"路径2"则偏于保守,根据实践经验和有限元分析结果,认为按照"路径2"进行设计更加符合实际情况。     

基于灵敏度分析的单层厚壁容器可靠性稳健优化设计

针对可靠性的稳定性问题,将可靠性优化设计理论与可靠性灵敏度分析相结合,提出可靠性稳健优化设计方法.将此法运用于单层厚壁容器设计,建立基于灵敏度分析的附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型,并用MATLAB语言工具箱和优化工具箱实现参数求解,可迅速、准确地获得容器可靠性稳健设计信息.结果表明该方法简便易行,为提高和稳定过程设备的可靠性水平提供理论依据和应用参考.     

常压矩形容器壁板强度和刚度设计

目前 ,国内化工行业中所用的矩形常压容器都是按 JB/T4735 -1997《钢制焊接常压容器》规范进行设计的。新版中增加了 ( APRV)一类新型容器。文章以矩形薄板的经典李维 ( L evy)解为基础 ,推导了三边简支一边自由 ,承受液体静压矩形板的应力和挠度计算公式 ,并由此进一步分析得到了常压矩形容器壁板的厚度、挠度计算公式和曲线。     

圆柱齿轮减速器的快速设计系统开发

通过对常用渐开线圆柱齿轮减速器结构的深入分析,采用实体建模、模块化、参数化等技术开发了圆柱齿轮传动的三维参数化快速设计系统。系统是以Pro／ENGINEER三维CAD软件为开发平台,以VisualC＋＋和Pro／TOOLKIT为开发工具,利用Pro／ENGINEER提供的接口程序进行二次开发的。该系统对提高减速器的生产效率,缩短开发周期,提高设计质量,降低设计费用,具有一定的实用价值,同时为产品的生产加工提供了实体模型,符合现代产品设计技术的发展要求。     

复杂载荷作用下椭圆封头-接管连接结构的最优化设计

为了设计化工容器上常见的椭圆封头/接管连接结构,根据设计条件提出了3种结构设计方案.采用有限元法,运用ANSYS软件进行结构应力计算,得到了3种结构的应力分布.通过对结构强度、结构的经济性和加工简便性的综合分析,给出了一个最佳的椭圆封头的连接加强结构.     

基于混合离散复合形法的工程优化设计

针对工程中大量存在的设计变量为离散型和连续型的混合离散变量优化设计问题,提出了连续变量及非均匀离散变量的均匀离散化处理方法,并借鉴离散变量的搜索优化法,在连续变量的复合形法基础上,探讨了一种求解有约束非线性混合离散变量的优化设计问题的方法———混合离散复合形法。算例表明,混合离散复合形法可用于工程结构优化设计中,其结果不需圆整,解题可靠性和效率大大提高。     

分解炉结构参数的优化设计研究

针对水泥生产中分解炉的结构参数优化设计问题,提出了一种利用分解炉虚拟样机结合神经网络、遗传算法及正交设计的方法,详细研究了它们之间的逻辑联系和在整体优化设计框架中的作用,同时以水泥生产中常见的双喷腾分解炉为例,对其结构参数进行了优化设计研究,给出了优化结果.该方法不仅建立了一套较为完备的分解炉系统仿真和分析的理论体系,为分解炉进一步的开发和设计提供了有利的工具,同时也为工程设计人员提供了一种优化思路.     

基于SolidWorks的AGC液压缸参数化设计

利用SolidWorks的二次开发功能,采用SolidWorks API调用等关键技术,以Access为后台数据库,通过Visual Basic编程完成AGC液压缸参数化设计系统,并利用该系统实现了AGC液压缸的参数化设计。