本文關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋仿生拓?fù)渥顑?yōu)準(zhǔn)則法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自適應(yīng)成長(zhǎng)技術(shù)是基于自然界分枝系統(tǒng)成長(zhǎng)與分歧機(jī)理提出的一種新的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法,目前該方法已應(yīng)用于板殼結(jié)構(gòu)加筋分布設(shè)計(jì)中,具有良好的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。然而,由于現(xiàn)有的自適應(yīng)成長(zhǎng)技術(shù)存在一定的局限性,使得其在結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用受到限制。首先,現(xiàn)有的方法采用啟發(fā)式的尋優(yōu)迭代公式,待定參數(shù)多,設(shè)計(jì)結(jié)果在一定程度上依賴于待定參數(shù)的取值,難以解決復(fù)雜的多工況、多目標(biāo)的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)問題;其次,作為初始設(shè)計(jì)模型的基結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方案不完善,僅能解決板殼結(jié)構(gòu)承受法向載荷工況的設(shè)計(jì)問題,不能解決平板結(jié)構(gòu)承受面內(nèi)載荷工況的問題,而且對(duì)于三維的空間箱型結(jié)構(gòu)加筋板分布優(yōu)化問題也無法適用;同時(shí),在應(yīng)用ANSYS軟件作為結(jié)構(gòu)性能分析工具進(jìn)行算法編寫時(shí),采用差分法計(jì)算設(shè)計(jì)靈敏度,在算法的準(zhǔn)確性和效率方面均有待提高。本文針對(duì)現(xiàn)有自適應(yīng)成長(zhǎng)技術(shù)中的問題,研究承受法向載荷的板殼結(jié)構(gòu)、承受面內(nèi)載荷的平板結(jié)構(gòu),以及三維箱型結(jié)構(gòu)的幾何模型和優(yōu)化數(shù)學(xué)模型;基于KKT(Karush-Kuhn-Tucker condition)條件,采用優(yōu)化準(zhǔn)則和迭代步長(zhǎng)因子法求解優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)基于最優(yōu)準(zhǔn)則法的尋優(yōu)迭代公式;根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力形式選擇合適的單元,建立板殼結(jié)構(gòu)在法向載荷工況、平板結(jié)構(gòu)在面內(nèi)載荷工況以及三維箱型結(jié)構(gòu)的基結(jié)構(gòu);通過解析法推導(dǎo)各種基結(jié)構(gòu)模型中加強(qiáng)筋單元的靈敏度;以結(jié)構(gòu)柔度和自振頻率為設(shè)計(jì)目標(biāo),采用基于最優(yōu)準(zhǔn)則法的尋優(yōu)迭代公式對(duì)典型板殼結(jié)構(gòu)在多工況和多目標(biāo)下的加強(qiáng)筋分布進(jìn)行設(shè)計(jì);研究自適應(yīng)成長(zhǎng)法在三維箱型結(jié)構(gòu)加筋板分布優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),通過典型實(shí)例驗(yàn)證其正確性;將自適應(yīng)成長(zhǎng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,對(duì)大型電除塵器煙箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)筋分布優(yōu)化設(shè)計(jì),與現(xiàn)有的電除塵器煙箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比,自適應(yīng)成長(zhǎng)法設(shè)計(jì)得到的最優(yōu)結(jié)構(gòu)在減重4.1%的情況下,結(jié)構(gòu)整體剛度提高18.83%,結(jié)構(gòu)的自振頻率提高4.78%。研究結(jié)果表明,基于優(yōu)化準(zhǔn)則法得到的迭代公式簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)參數(shù)少,可以解決復(fù)雜的多工況、多目標(biāo)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化問題;而且自適應(yīng)成長(zhǎng)技術(shù)可以有效地解決板殼結(jié)構(gòu),承受面內(nèi)載荷的平板結(jié)構(gòu),以及三維箱型結(jié)構(gòu)加筋板分布優(yōu)化問題;提出的關(guān)鍵技術(shù)提高了自適應(yīng)成長(zhǎng)技術(shù)的有效性和適用性。
【關(guān)鍵詞】：仿生設(shè)計(jì) 最優(yōu)準(zhǔn)則 基結(jié)構(gòu) 靈敏度分析 加強(qiáng)筋分布
【學(xué)位授予單位】：上海理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH122

  本文關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋仿生拓?fù)渥顑?yōu)準(zhǔn)則法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：446446