本文關(guān)鍵詞： 懸索橋 ANSYS 單目標(biāo)優(yōu)化 多目標(biāo)優(yōu)化　出處：《大連海事大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：懸索橋作為以主纜為主要承重構(gòu)件的橋梁,具有造價經(jīng)濟(jì)、受力合理、跨越能力強(qiáng)和能最大限度發(fā)揮材料強(qiáng)度等優(yōu)點,成為了跨度超過1000米時最優(yōu)可選橋型之一,而結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計能夠使得懸索橋結(jié)構(gòu)在滿足所有設(shè)計要求的前提下達(dá)到經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的目的,因而對懸索橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的研究已經(jīng)成為了廣大學(xué)者的重要研究方向。本文以一座10m試驗室懸索橋模型為研究對象,利用ANSYS軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的研究。首先,利用ANSYS軟件建立懸索橋有限元模型,并通過對比靜力分析、模態(tài)分析得到的計算數(shù)據(jù)和試驗得到實測數(shù)據(jù)來檢驗?zāi)Ｐ偷慕⑹欠裾_;其次,對結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的概念、分類和算法進(jìn)行了細(xì)致地介紹,同時,對ANSYS軟件在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用也進(jìn)行了詳細(xì)地闡述,在此基礎(chǔ)上分別完成了以加勁梁撓度最大值和加勁梁重量為目標(biāo)函數(shù)的單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計;再次,對多目標(biāo)最優(yōu)化問題決策理論和方法進(jìn)行了深入地研究,對比分析了各種多目標(biāo)最優(yōu)化方法的優(yōu)缺點與適用條件,并結(jié)合本試驗室懸索橋模型的特點,為多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計選取合適的方法;最后,在單目標(biāo)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,分別采用理想點法、線性加權(quán)和法和分量乘除法將加勁梁撓度最大值和加勁梁重量這兩個單目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建成一個新的評價函數(shù)作為多目標(biāo)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),完成了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計的研究。對各章節(jié)的研究內(nèi)容和計算、分析結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié),結(jié)果表明,懸索橋試驗?zāi)Ｐ瓦m合采用多目標(biāo)最優(yōu)化方法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計,可以根據(jù)實際情況選擇合適的方法。研究成果為懸索橋試驗?zāi)Ｐ偷亩嗄繕?biāo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)和一定的參考價值。
[Abstract]:As a bridge with main cable as the main load-bearing member, suspension bridge has the advantages of economical cost, reasonable force, strong span ability and maximum exertion of material strength. It has become one of the best optional bridges when the span exceeds 1000 meters. The structure optimization design can make the suspension bridge structure meet all the design requirements to achieve the purpose of economic and energy saving. Therefore, the research on structural optimization design of suspension bridge has become an important research direction for many scholars. In this paper, a 10m laboratory suspension bridge model is taken as the research object, and the structure optimization design is carried out by using ANSYS software. First of all, The finite element model of suspension bridge is established by ANSYS software. By comparing static analysis, the calculated data obtained from modal analysis and the measured data are obtained to verify the establishment of the model. Secondly, the concept of structural optimization design is discussed. The classification and algorithm are introduced in detail. At the same time, the application of ANSYS software in structural optimization design is described in detail. On this basis, the single objective optimization design with maximum deflection of stiffened beam and weight of stiffened beam as objective function is completed respectively. Thirdly, the decision theory and method of multi-objective optimization problem are deeply studied. The advantages and disadvantages and applicable conditions of various multi-objective optimization methods are compared and analyzed. Combined with the characteristics of the suspension bridge model in this laboratory, appropriate methods are selected for multi-objective optimization design. Finally, on the basis of single-objective optimization, Two single objective functions of maximum deflection of stiffened beam and weight of stiffened beam are constructed by using ideal point method, linear weighted sum method and component multiplication and division method, respectively, as a new evaluation function as the objective function of multi-objective optimization. The research of multi-objective optimization design is completed. The research contents and calculation of each chapter are summarized. The results show that the test model of suspension bridge is suitable for multi-objective optimization design using multi-objective optimization method. The research results provide a theoretical basis and a certain reference value for the multi-objective structural optimization design of suspension bridge test model.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U448.25

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