基于隔離非線性的阻尼器高效優(yōu)化設(shè)計
發(fā)布時間:2021-08-02 02:30
近年來,國內(nèi)外地殼運動活躍,地震頻發(fā),阻尼器的設(shè)計與使用越來越多地出現(xiàn)在既有結(jié)構(gòu)加固改造和新建結(jié)構(gòu)設(shè)計中。隨著抗震設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)振動控制理論的不斷發(fā)展,消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和計算方法受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。各國抗震規(guī)范均對阻尼器的計算模型、設(shè)計方法、技術(shù)規(guī)程作出了相關(guān)規(guī)定。此外,在阻尼器設(shè)計方面,國內(nèi)外學(xué)者提出了直接基于位移、能力譜和能量等的設(shè)計方法,在阻尼器的優(yōu)化布置與參數(shù)優(yōu)化方面,國內(nèi)外學(xué)者將包括遺傳算法在內(nèi)的智能算法引入消能減震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計領(lǐng)域。但是上述方法或是將阻尼器等效線性化,或需進行大量的時程分析,無法兼顧準(zhǔn)確性與設(shè)計效率。隔離非線性方法作為一種高效的非線性分析方法,避免了傳統(tǒng)計算方法中對結(jié)構(gòu)剛度矩陣的實時更新與分解,迭代時僅需對一個代表局部非線性行為的小規(guī)模Schur補矩陣進行分解,可顯著提高非線性分析效率;诖,本文開展了如下研究工作:(1)總結(jié)與介紹隔離非線性方法基本理論。以基于纖維梁單元的多層框架結(jié)構(gòu)為例,介紹隔離非線性方法的基本思想和靜力、動力計算流程,并建立多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)算例,將其與Abaqus傳統(tǒng)有限元方法進行對比,驗證隔離非線性方法的有效性。(...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 消能減震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)狀
1.3 隔離非線性方法研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究內(nèi)容
2 隔離非線性法基本理論
2.1 彈塑性分解
2.2 控制方程
2.2.1 靜力控制方程
2.2.2 動力控制方程
2.3 方程求解
2.4 數(shù)值驗證
2.4.1 數(shù)值模型
2.4.2 結(jié)果分析
2.5 本章小結(jié)
3 隔離非線性消能減震結(jié)構(gòu)計算方法
3.1 位移型阻尼器
3.1.1 計算模型
3.1.2 控制方程
3.1.3 計算流程
3.2 速度型阻尼器
3.2.1 計算模型
3.2.2 控制方程
3.2.3 計算流程
3.3 數(shù)值算例
3.3.1 位移型阻尼器算例
3.3.2 速度型阻尼器算例
3.4 本章小結(jié)
4 阻尼器參數(shù)高效優(yōu)化設(shè)計方法
4.1 遺傳算法簡介
4.2 改進的基于種群可行性的阻尼器參數(shù)約束優(yōu)化遺傳算法
4.2.1 阻尼器參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
4.2.2 基于種群可行性的遺傳算法
4.3 阻尼器高效優(yōu)化設(shè)計流程
4.4 本章小結(jié)
5 阻尼器參數(shù)高效優(yōu)化設(shè)計算例
5.1 工程概況
5.2 地震波選取
5.3 設(shè)計方案及優(yōu)化參數(shù)設(shè)置
5.4 結(jié)果分析
5.4.1 優(yōu)化結(jié)果分析
5.4.2 效率分析
5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于算法復(fù)雜度理論的擬力法計算效率評價[J]. 李鋼,賈碩,李宏男. 計算力學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[2]基于擬力法的鋼支撐非線性滯回行為模擬[J]. 靳永強,李鋼,李宏男. 工程力學(xué). 2017(10)
[3]基于擬力法的纖維梁有限元非線性分析方法[J]. 李鋼,余丁浩,李宏男. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(09)
[4]阻尼器在我國重大工程中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 戴吉,李春祥. 四川建筑科學(xué)研究. 2014(03)
[5]基于遺傳算法的偏心結(jié)構(gòu)粘滯阻尼器優(yōu)化布置研究[J]. 烏蘭,李愛群,沈順高. 工程抗震與加固改造. 2014(02)
[6]消能減震結(jié)構(gòu)附加金屬消能器的簡化設(shè)計方法[J]. 翁大根,楊凱,張超. 福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(04)
[7]附加黏滯阻尼器減震結(jié)構(gòu)實用設(shè)計方法研究[J]. 翁大根,張超,呂西林,彭林海,徐斌,丁孫瑋,周紅衛(wèi). 振動與沖擊. 2012(21)
[8]一種新的約束優(yōu)化遺傳算法及其工程應(yīng)用[J]. 吳華偉,陳特放,黃偉明,許炳,胡春凱. 計算機應(yīng)用研究. 2013(02)
[9]基于種群個體可行性的約束優(yōu)化進化算法[J]. 梁昔明,龍文,秦浩宇,李山春,閻綱. 控制與決策. 2010(08)
[10]一種求解約束優(yōu)化問題的遺傳算法[J]. 梁昔明,秦浩宇,龍文. 計算機工程. 2010(14)
博士論文
[1]隔離非線性有限元法及在RC結(jié)構(gòu)抗震分析中的應(yīng)用[D]. 余丁浩.大連理工大學(xué) 2019
[2]結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的遺傳算法研究和應(yīng)用[D]. 唐文艷.大連理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]基于擬力法的鋼框架結(jié)構(gòu)地震易損性分析及優(yōu)化[D]. 岳小筌.大連理工大學(xué) 2018
[2]消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的比較研究[D]. 陳廷君.同濟大學(xué) 2008
本文編號:3316706
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 消能減震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)狀
1.3 隔離非線性方法研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究內(nèi)容
2 隔離非線性法基本理論
2.1 彈塑性分解
2.2 控制方程
2.2.1 靜力控制方程
2.2.2 動力控制方程
2.3 方程求解
2.4 數(shù)值驗證
2.4.1 數(shù)值模型
2.4.2 結(jié)果分析
2.5 本章小結(jié)
3 隔離非線性消能減震結(jié)構(gòu)計算方法
3.1 位移型阻尼器
3.1.1 計算模型
3.1.2 控制方程
3.1.3 計算流程
3.2 速度型阻尼器
3.2.1 計算模型
3.2.2 控制方程
3.2.3 計算流程
3.3 數(shù)值算例
3.3.1 位移型阻尼器算例
3.3.2 速度型阻尼器算例
3.4 本章小結(jié)
4 阻尼器參數(shù)高效優(yōu)化設(shè)計方法
4.1 遺傳算法簡介
4.2 改進的基于種群可行性的阻尼器參數(shù)約束優(yōu)化遺傳算法
4.2.1 阻尼器參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
4.2.2 基于種群可行性的遺傳算法
4.3 阻尼器高效優(yōu)化設(shè)計流程
4.4 本章小結(jié)
5 阻尼器參數(shù)高效優(yōu)化設(shè)計算例
5.1 工程概況
5.2 地震波選取
5.3 設(shè)計方案及優(yōu)化參數(shù)設(shè)置
5.4 結(jié)果分析
5.4.1 優(yōu)化結(jié)果分析
5.4.2 效率分析
5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于算法復(fù)雜度理論的擬力法計算效率評價[J]. 李鋼,賈碩,李宏男. 計算力學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[2]基于擬力法的鋼支撐非線性滯回行為模擬[J]. 靳永強,李鋼,李宏男. 工程力學(xué). 2017(10)
[3]基于擬力法的纖維梁有限元非線性分析方法[J]. 李鋼,余丁浩,李宏男. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(09)
[4]阻尼器在我國重大工程中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 戴吉,李春祥. 四川建筑科學(xué)研究. 2014(03)
[5]基于遺傳算法的偏心結(jié)構(gòu)粘滯阻尼器優(yōu)化布置研究[J]. 烏蘭,李愛群,沈順高. 工程抗震與加固改造. 2014(02)
[6]消能減震結(jié)構(gòu)附加金屬消能器的簡化設(shè)計方法[J]. 翁大根,楊凱,張超. 福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(04)
[7]附加黏滯阻尼器減震結(jié)構(gòu)實用設(shè)計方法研究[J]. 翁大根,張超,呂西林,彭林海,徐斌,丁孫瑋,周紅衛(wèi). 振動與沖擊. 2012(21)
[8]一種新的約束優(yōu)化遺傳算法及其工程應(yīng)用[J]. 吳華偉,陳特放,黃偉明,許炳,胡春凱. 計算機應(yīng)用研究. 2013(02)
[9]基于種群個體可行性的約束優(yōu)化進化算法[J]. 梁昔明,龍文,秦浩宇,李山春,閻綱. 控制與決策. 2010(08)
[10]一種求解約束優(yōu)化問題的遺傳算法[J]. 梁昔明,秦浩宇,龍文. 計算機工程. 2010(14)
博士論文
[1]隔離非線性有限元法及在RC結(jié)構(gòu)抗震分析中的應(yīng)用[D]. 余丁浩.大連理工大學(xué) 2019
[2]結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的遺傳算法研究和應(yīng)用[D]. 唐文艷.大連理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]基于擬力法的鋼框架結(jié)構(gòu)地震易損性分析及優(yōu)化[D]. 岳小筌.大連理工大學(xué) 2018
[2]消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的比較研究[D]. 陳廷君.同濟大學(xué) 2008
本文編號:3316706
本文鏈接:http://sikaile.net/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3316706.html
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