張力結(jié)構(gòu)形狀調(diào)整優(yōu)化分析.pdf

1、多年來(lái)各國(guó)學(xué)者以降低造價(jià)為目標(biāo)對(duì)張力結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究，而張力結(jié)構(gòu)單位面積的用鋼量已經(jīng)很小，對(duì)以減少材料用量為目標(biāo)的優(yōu)化意義不大。本文在張力結(jié)構(gòu)桿件中裝入作動(dòng)器，并構(gòu)建優(yōu)化模型，通過(guò)作動(dòng)器的工作改變桿件長(zhǎng)度從而調(diào)整結(jié)構(gòu)形狀，求得結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)所需的作動(dòng)器的調(diào)整量，保證結(jié)構(gòu)在各種荷載工況下都以最優(yōu)的姿態(tài)承力。 首先定義了結(jié)構(gòu)的合理工作狀態(tài)系數(shù)，得出了作動(dòng)器與桿件串聯(lián)時(shí)的綜合剛度和考慮作動(dòng)器主動(dòng)變形量的節(jié)點(diǎn)位移方程，并從強(qiáng)度和剛度兩

2、方面進(jìn)行研究，分別構(gòu)建各自的優(yōu)化模型，達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或剛度優(yōu)化的目的。 以極小化最大受力桿件內(nèi)力為目標(biāo)，以作動(dòng)器的主動(dòng)變形量為設(shè)計(jì)變量，以作動(dòng)器參數(shù)、索始終受拉及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)自由度位移限制值為約束條件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度優(yōu)化。以極小化最大節(jié)點(diǎn)位移為目標(biāo)，以作動(dòng)器參數(shù)和索始終受拉為約束條件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛度優(yōu)化，設(shè)計(jì)變量與強(qiáng)度優(yōu)化相同。計(jì)算結(jié)果表明，在索中裝入作動(dòng)器，可以達(dá)到減小桿件受力，并增大結(jié)構(gòu)剛度的目的，但壓桿上是無(wú)需裝入作動(dòng)器的。

3、 以作動(dòng)器剛度、許用變形、容許內(nèi)力及外荷載為參數(shù)進(jìn)行的分析表明，作動(dòng)器各參數(shù)數(shù)值越大，結(jié)構(gòu)的調(diào)控能力越強(qiáng)。但對(duì)于不同桿件，需選擇與其最為匹配的一組參數(shù)，才能取得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。該研究為作動(dòng)器選擇提供一定的理論依據(jù)。 張力結(jié)構(gòu)顯著的幾何非線性特性決定了只有用迭代的方法才能得到精確的結(jié)果。本文基于載荷增量法與Newton法結(jié)合求解非線性問(wèn)題的思想，提出了精確的強(qiáng)度優(yōu)化模型，并編制了智能結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)程序NLSTATS opt。按此模