四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼參數(shù)化建模及形狀優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)造型美觀，受力合理，應(yīng)用范圍廣。但由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)和桿件數(shù)量較多，且網(wǎng)殼跨度、矢高、網(wǎng)格尺寸和類型等參數(shù)的變化會(huì)引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分配，因此在進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)受力分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，重新建模的工作量非常龐大，而且造價(jià)比較高，因而對(duì)其進(jìn)行形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)很有必要。
　　 其中參數(shù)化建模程序的編制是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)。本文通過(guò)研究四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)生成和桿件單元生成的規(guī)律，應(yīng)用大型有限元軟件ANSYS

2、自帶的APDL語(yǔ)言編制了相應(yīng)的宏程序，實(shí)現(xiàn)了四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼的參數(shù)化建模;通過(guò)編制輸入界面，用戶僅需輸入網(wǎng)殼跨度S、矢高F、環(huán)向?qū)ΨQ重復(fù)區(qū)域份數(shù)kn、徑向節(jié)點(diǎn)圈數(shù)nx，即可方便地生成所需模型;大量建模實(shí)例表明，該方法和建模程序簡(jiǎn)單、高效、實(shí)用，為采用ANSYS軟件進(jìn)行不同類型、不同參數(shù)下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的快速生成提供了可能。
　　 在此基礎(chǔ)上，并在相同的幾何參數(shù)、位移約束和荷載條件下，對(duì)四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了內(nèi)力

3、分析，通過(guò)分析內(nèi)力結(jié)果，總結(jié)了四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力和最大位移出現(xiàn)的位置及其分布規(guī)律，為施威德勒型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)施威德勒型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，以結(jié)構(gòu)總耗鋼量（包括桿件重量和節(jié)點(diǎn)重量）最輕為目標(biāo)函數(shù)，并以強(qiáng)度、剛度、長(zhǎng)細(xì)比及穩(wěn)定性等作為約束條件，在FORTRAN環(huán)境下采用序列兩級(jí)算法編制了形狀優(yōu)化程序。
　　 對(duì)四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)跨度在30米、40米、50米、60米、70米、8