【摘要】：隨著建筑機械工程設(shè)備的大型化、高聳化推廣,剛架作為一種有較大優(yōu)勢的工程結(jié)構(gòu),其穩(wěn)定性問題分析逐漸成為高聳結(jié)構(gòu)力學(xué)研究重點。目前,有關(guān)等截面剛架靜動力穩(wěn)定的相關(guān)研究已經(jīng)較為豐富,但變截面剛架因其截面變化而導(dǎo)致其臨界荷載的計算結(jié)果往往與結(jié)構(gòu)參數(shù)密切相關(guān),也無法通過常規(guī)的歐拉方法直接獲取,所以對于變截面結(jié)構(gòu)臨界載荷計算通用近似解法。因此,提出一種適用的高精度的變截面剛架穩(wěn)定臨界荷載有效算法,避免結(jié)構(gòu)因過載而失穩(wěn)破壞,以提高結(jié)構(gòu)安全性,是具有理論和工程實際意義的。本文主要是對變截面剛架在不同豎向載荷作用下的靜力穩(wěn)動力穩(wěn)定性分析及臨界載荷優(yōu)化求解,包含以下幾部分研究內(nèi)容:首先,針對大型變截面薄壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題,研究一類對稱結(jié)構(gòu)對稱載荷的單跨剛架臨界載荷優(yōu)化算法,探討薄壁變截面剛架處于臨界狀態(tài)時載荷的數(shù)值計算方法�；贓clipse集成開發(fā)環(huán)境,編寫無約束優(yōu)化算法程序,并通過等截面與變截面梁剛架具體算例進行驗證,為變截面剛架臨界載荷求解打開新的思路。其次,以一類任意約束對稱結(jié)構(gòu)受非對稱載荷的單跨剛架為研究對象,通過結(jié)構(gòu)拆分為相關(guān)的鐵木辛柯(Timoshenko)梁,以每段剛架的每個離散點撓度,臨界載荷,軸力,剪力和梁端彎矩為設(shè)計變量,建立求解滿足邊界條件的非線性微分方程模型,結(jié)合差分法和最優(yōu)化方法,提出了一種基于“優(yōu)勝劣汰”粒子更新的改進粒子群(IPSO)臨界載荷優(yōu)化算法并編寫JAVA程序?qū)崿F(xiàn)。通過分析非對稱受載剛架算例及核實ABAQUS仿真結(jié)果。所提出的優(yōu)化算法通過合理的結(jié)構(gòu)拆分及設(shè)計變量構(gòu)建得到了有效的變形位型和高精度的臨界載荷計算,能更好描述剛架受力下位型和載荷的力學(xué)關(guān)系。最后,對非對稱周期載荷下的變截面剛架進行動力穩(wěn)定性分析�；贐udiansky-Roth動力屈曲準則,運用ABAQUS有限元仿真軟件,通過不斷改變周期載荷幅值并得到相應(yīng)位移響應(yīng),繪制變截面剛架周期載荷下的幅值-最大位移響應(yīng)曲線,找尋載荷幅值微小變化而位移響應(yīng)產(chǎn)生巨大改變的幅值節(jié)點,從而依據(jù)節(jié)點幅值計算動力穩(wěn)定臨界載荷。在周期載荷下剛架屈曲控制方程基礎(chǔ)上,建立剛架動力穩(wěn)定臨界載荷優(yōu)化模型,運用所提出的IPSO算法進行迭代求解臨界載荷。對比二者誤差,證實所述IPSO算法在變截面剛架動力穩(wěn)定方向具有相同的精準性。論文研究將為機械工程復(fù)雜變截面問題的穩(wěn)定臨界荷載計算提供一種有效計算方法。
【圖文】：

圖１．２研宄流程圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑

圖２．１目標函數(shù)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎ逡逑
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU392

【參考文獻】

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本文編號：2652106