具有較大長寬比且軸向截面相同的長大結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段遭受物體橫向碰撞作用時(shí),碰撞變形區(qū)域往往集中在設(shè)計(jì)區(qū)域的局部,對其它非接觸碰撞區(qū)域的影響很小。常規(guī)拓?fù)鋬?yōu)化求解時(shí)間長并且無法得到清晰的、孔洞結(jié)構(gòu)的拓?fù)錁?gòu)型,而長大結(jié)構(gòu)端部主要用于結(jié)構(gòu)的連接與強(qiáng)度校核。因此,本文開展了長大結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段的拓?fù)鋬?yōu)化方法研究。首先,以逃生管道的耐撞性分析為切入點(diǎn),并分析了結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化及混合元胞自動(dòng)機(jī)方法;在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于HCA方法的長大結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段快捷拓?fù)鋬?yōu)化方法,實(shí)現(xiàn)長大結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段的整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。該方法將材料屬性作為設(shè)計(jì)變量,結(jié)構(gòu)的最小內(nèi)能變化為目標(biāo)函數(shù),通過Hertz接觸碰撞理論確定設(shè)計(jì)區(qū)域的子域范圍,從而快速地獲得清晰的、孔洞結(jié)構(gòu)的拓?fù)錁?gòu)型。利用所提出的方法,對逃生管道進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化分析,討論了逃生管道的優(yōu)化子域在有無施加幾何拉伸約束條件下的拓?fù)錁?gòu)型。結(jié)果表明,在優(yōu)化之后,均可快速得到清晰的、孔洞結(jié)構(gòu)的拓?fù)錁?gòu)型,相對于常規(guī)拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算時(shí)間節(jié)省了近82%。然而,根據(jù)工程實(shí)際施加了幾何拉伸約束獲得的拓?fù)錁?gòu)型更加利于截面拓?fù)錁?gòu)型的提取。其次,為了實(shí)現(xiàn)新型逃生管道多目標(biāo)穩(wěn)健性設(shè)計(jì),結(jié)合信噪比與滿意度函數(shù),提出... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１長大結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖??

?指導(dǎo)意見》（鐵建設(shè)（２０１０〕８８號(hào)）規(guī)定：隧道在挖掘的過程中，必須預(yù)先在ＩＶ、Ｖ、ＶＩ??級(jí)的圍巖地段安裝逃生管道，見圖１．２所示。??（Ｉ?＼??圖１．２逃生管道布置示意圖??在逃生管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鋼管和鋼筋混疑土管道常被用來作為逃生管道的主要結(jié)??構(gòu)［１－２】。雖然鋼管和鋼筋混泥土管道都能很好的滿足隧道安全防護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，但是??滿足要求的管道結(jié)構(gòu)重量大、存在運(yùn)輸及搬運(yùn)不便等問題。隨著一些具有高強(qiáng)度、高剛??度的新型材料被研發(fā)，使用鋼帶加強(qiáng)的ＰＥ螺旋式波紋管有時(shí)也會(huì)被用來作為隧道安全??逃生設(shè)備使用。這種管道結(jié)構(gòu)具有制作材料少、耐磨性以及耐腐性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種較??好的低成本的新型復(fù)合材料。管道結(jié)構(gòu)以高密度的聚乙稀（ＰＥ）材料為主，并通過在其??管道表明涂敷具有粘接樹脂形成雙壁螺旋結(jié)構(gòu)的波紋管，見圖１．３所示。相對于普通的??塑料管道，其剛度較大，能夠有效的抵抗土層的靜態(tài)荷載Ｗ。但對于抵抗動(dòng)態(tài)載荷的能??力較差

?指導(dǎo)意見》（鐵建設(shè)（２０１０〕８８號(hào)）規(guī)定：隧道在挖掘的過程中，必須預(yù)先在ＩＶ、Ｖ、ＶＩ??級(jí)的圍巖地段安裝逃生管道，見圖１．２所示。??（Ｉ?＼??圖１．２逃生管道布置示意圖??在逃生管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鋼管和鋼筋混疑土管道常被用來作為逃生管道的主要結(jié)??構(gòu)［１－２】。雖然鋼管和鋼筋混泥土管道都能很好的滿足隧道安全防護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，但是??滿足要求的管道結(jié)構(gòu)重量大、存在運(yùn)輸及搬運(yùn)不便等問題。隨著一些具有高強(qiáng)度、高剛??度的新型材料被研發(fā)，使用鋼帶加強(qiáng)的ＰＥ螺旋式波紋管有時(shí)也會(huì)被用來作為隧道安全??逃生設(shè)備使用。這種管道結(jié)構(gòu)具有制作材料少、耐磨性以及耐腐性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種較??好的低成本的新型復(fù)合材料。管道結(jié)構(gòu)以高密度的聚乙�。ǎ校牛┎牧蠟橹�，并通過在其??管道表明涂敷具有粘接樹脂形成雙壁螺旋結(jié)構(gòu)的波紋管，見圖１．３所示。相對于普通的??塑料管道，其剛度較大，能夠有效的抵抗土層的靜態(tài)荷載Ｗ。但對于抵抗動(dòng)態(tài)載荷的能??力較差

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3275092