【摘要】：連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的研究是為了實現(xiàn)減輕結(jié)構(gòu)自重、改善結(jié)構(gòu)應(yīng)力傳遞、節(jié)約施工成本等目標(biāo)。但是其理論和計算都處于發(fā)展階段,還有諸多方面需要探究和改進(jìn)。本文主要對多相材料連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化問題進(jìn)行研究。首先通過采用密度懲罰法中的SIMP插值模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,對算例的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析并確定SIMP插值模型懲罰因子的取值范圍。其次研究多相材料插值方法,并且建立針對于多相材料連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化問題下的廣義SIMP插值模型;改進(jìn)目標(biāo)函數(shù)過濾技術(shù),并對相對密度和靈敏度進(jìn)行過濾,從而很好地解決和抑制棋盤格等數(shù)值不穩(wěn)定問題;通過對懸臂梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析,得到不同材料之間的搭配對目標(biāo)函數(shù)的影響;通過對簡支梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析,得到不同荷載作用下對結(jié)構(gòu)優(yōu)化的影響;通過對結(jié)構(gòu)單元尺寸的改變,得到單元尺寸不同對結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果的影響;并根據(jù)多相材料中各種材料的分布情況,找到結(jié)構(gòu)內(nèi)各部位應(yīng)力水平高低的分布規(guī)律。然后為了滿足工程實際需要,在初始設(shè)計域中引入空洞單元,通過對含有不同空洞單元的懸臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析研究,得到不同位置、不同形狀、不同大小的空洞單元對優(yōu)化形狀、目標(biāo)函數(shù)等結(jié)果的影響;將空洞單元引入到工程實例中,對不同形式的斜拉橋橋塔進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時引入空洞單元,將得到的優(yōu)化結(jié)果和現(xiàn)有工程結(jié)果進(jìn)行對比,分析優(yōu)化結(jié)果的科學(xué)性和實用性。最后將多相材料連續(xù)體結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化中,對上承式拱橋、中承式拱橋、下承式拱橋進(jìn)行優(yōu)化分析。通過改變材料種類、荷載類型、材料配比等可能對結(jié)果產(chǎn)生影響的參數(shù),得到不同的優(yōu)化結(jié)果,使得結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究能夠更加靈活的與實際工程相結(jié)合,通過不同的參數(shù)調(diào)整,得到滿足工程實際的理想優(yōu)化模型。
【圖文】：

第一章 緒 論工水平和工藝的不斷提高，對于目前的工程施加合理，使結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性、安全性滿足規(guī)重考慮的問題[1]。設(shè)計人員首先進(jìn)行包括施工工藝、材料選擇、對結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性進(jìn)行分析計算，果不滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求，需要對設(shè)計要求[2]。這種傳統(tǒng)的設(shè)計過程通常也只能起到小。

長安大學(xué)碩士學(xué)位論文發(fā)展進(jìn)程和難易程度，結(jié)構(gòu)優(yōu)化有三個階段：尺寸優(yōu)化、尺寸優(yōu)化：主要通過調(diào)節(jié)桿件、梁體結(jié)構(gòu)的橫截面積、板善結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計方法，，其具有的特點(diǎn)是求解過程不復(fù)雜來。（2）形狀優(yōu)化：僅僅在結(jié)構(gòu)形狀和尺寸發(fā)生改變的情形狀。對于連續(xù)體結(jié)構(gòu)通常用一組函數(shù)來表示結(jié)構(gòu)形狀，整結(jié)構(gòu)形狀的改變，對于桁架結(jié)構(gòu)通常通過調(diào)整節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)優(yōu)化：在設(shè)計域內(nèi)尋找空洞單元和實體單元之間的最合理是尋找節(jié)點(diǎn)位置、桿件連接方式等的最合理布局問題。對種材料的最優(yōu)分布問題[7]。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的三個階段如圖 1.2
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻(xiàn)】

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1 朱劍峰;龍凱;陳瀟凱;林逸;施國標(biāo);;多工況及動態(tài)連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化中的工程約束技術(shù)[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2015年03期

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本文編號：2652184