平面钢筋混凝土框架结构优化

采用Matlab和ANSYS混合编程的方法编写了平面钢筋混凝土框架结构的优化设计程序,充分发挥了各自的优势,节约了结构优化程序的开发成本.程序中调用ANSYS完成结构有限元分析,而后采用Matlab中遗传算法(GA函数)完成优化分析,二者之间通过调用磁盘文件的方法进行数据传递.最后通过算例分析证明了程序的可行性,同时根据结果对比进一步验证了遗传算法在结构优化方面的优势.程序用户界面友好,操作方便,对结构优化实用化的发展起到一定促进作用.     

风区路堤台阶式边坡优化设计

基于三维定常不可压缩雷诺时均N-S方程和κ-ε双方程湍流模型,对在20m/s风速下10m高路堤上以300km/h车速运行的三车编组高速列车气动性能进行了模拟,并对路堤边坡结构形式进行了设计与优化.数值算法经验证与试验规律基本一致,幅值相差不超过10%.结果表明:路堤两侧设计成台阶对于改善列车气动性能效果显著.位于路堤不同线路上列车气动力和力矩随边坡台阶高度变化规律基本一致;各节车对应的相对最优台阶高度以及其所受气动力及力矩随台阶高度变化规律存在明显差异;台阶高度在3~5m间的边坡设计对改善路堤上运行的列车气动性能具有明显效果.边坡两侧顶部设计成台阶有效改善了列车气动性能;路堤边坡底部设计成高度相对较大的台阶对路堤上运行的列车气动性能有一定改善.     

某车用国Ⅳ柴油发动机冷却系统验证试验研究

为了验证优化设计后达到国Ⅳ排放标准的某型国产2.8 L柴油发动机冷却系统整体性能和相关零部件的可靠性和稳定性,在AVL公司开发的试验台架上对样机进行了历时八天的有关发动机冷却系统的单个零部件阻尼特性试验、稳态压力分布试验、节温器动态试验以及气蚀试验等,收集整理了试验工况环境下的发动机冷却系统的相关数据,通过直观的性能曲线将试验结果和设计参数进行了对比分析,验证了样机性能的最初设计指标,为发动机优化设计提供了可靠的基础数据。     

低灵敏度换热网络的旁路优化设计

针对过程系统中低灵敏度换热网络设计与旁路优化控制的协调问题,提出了一种兼顾控制性能要求的低灵敏度换热网络旁路优化设计的低灵敏度与控制性能集成优化方法。首先通过计算机模拟,对换热网络旁路控制性能和换热网络柔性进行分析,发现系统柔性越好则控制性能越差,两者是竞争关系;然后,通过关系图分析给定换热网络柔性、控制性能与经济特性三者之间的关系,采用混合整数非线性优化方法进行旁路优化设计;进而利用工艺设计与控制的集成优化思想,根据动态仿真的约束破坏量来反馈修正稳态优化的约束,进行稳态优化设计;最后得到同时满足工艺设计要求和控制性能约束的换热网络经济最优方案。仿真实验结果表明:相比于换热网络旁路开度多次优化设计方法,采用低灵敏度与控制性能集成的优化方法,换热网络的柔性虽有降低但控制性能提升了约35%,总费用也显著下降,能够实现在满足系统柔性与控制性能要求的前提下,有效提升换热网络经济性能的目标。     

复杂建筑群下煤柱留设的优化设计研究

为解决建筑群下压煤问题,针对现有矿区保护煤柱留设方法的局限性,提出利用矩形分块垂直剖面法留设保护煤柱,并结合实际地质采矿条件,给出了煤柱尺寸的计算公式,提出了角点煤柱的优化设计理论。研究表明,这两种方法可依据受护对象的保护等级和开采煤层厚度等因素,合理确定地面工程保护煤柱的范围,既保护了敏感目标,又大大解放了"三下"压煤量,使保护煤柱的设计更加合理。     

RC框架结构基于性能的优化分析

对某实际工程中按工程设计软件PKPM设计的一榀框架(KJ-1)进行优化分析,以达到降低工程材料用量,满足经济要求的目的.采用有限元软件SAP2000对KJ-1进行Pushover分析,得到KJ-1的性能点及KJ-1在性能点时的层间位移角值;将层间位移角值与规范层间位移角限值及相应的性能要求进行比较,KJ-1满足抗震性能目标1的要求.根据实际工程中要求,KJ-1满足性能目标3的要求即可;对KJ-1进行优化(满足我国现行抗震设计规范),再进行Pushover分析,评价优化后的KJ-1的抗震性能.通过两次优化分析,使KJ-1在满足抗震性能目标要求3的情况下,钢筋和混凝土用量较优化之前分别降低了41.7%和24.1%.结果表明,基于性能的优化设计可以保证结构在满足地震作用下的性能目标的前提下,更经济合理.     

集装箱跨箱搬运车司机室优化设计

司机室的视野情况对司机操作非常重要,直接影响司机的舒适度和整机的安全性。本文通过对比和图纸设计探讨如何改善司机在司机室内操作搬运集装箱时的视野及舒适度,对司机室操作时的工况进行分析并提出司机室的设计优化方案。     

单体建筑节能优化研究

建筑节能已成为建筑领域当前研究和实践的重点，通过计算机软件模拟，对单体建筑能耗进行分析，提出节能优化方案．     

基于频率控制的多约束风电塔优化方法

提出了基于频率控制的多约束单管型风电塔优化方法.塔架简化成悬臂梁结构,其横截面参数作为设计变量,以最小化材料体积为目标函数,按照将塔架设计成刚-刚或刚-柔或柔-柔不同类型的要求设定塔架的固有频率约束,采用专业软件Bladed计算风荷载,按照风电塔规范考虑强度、稳定性和疲劳等约束,这使得优化结构更符合实际设计.考虑到采用Bladed荷载计算工作量很大,整个优化过程分为几个阶段,在每个阶段的开始,以前一个阶段的优化设计作为初始设计,并重新计算结构荷载,在该阶段内于固定荷载下用移动渐近线法(MMA)求解优化问题改进设计,所需的固有频率、强度及疲劳约束灵敏度采用解析法获得.对一现有塔架进行优化以说明方法的有效性.根据塔架固有频率和风机工作转速之间的关系,发展了高风电塔的分类.在此基础上,结合提出的优化方法,可以帮助设计者判定在指定高度和机型下哪种类型塔架更合适,为塔架概念设计提供有价值的参考.