張力結構形狀調整優(yōu)化分析.pdf

1、多年來各國學者以降低造價為目標對張力結構進行優(yōu)化研究，而張力結構單位面積的用鋼量已經很小，對以減少材料用量為目標的優(yōu)化意義不大。本文在張力結構桿件中裝入作動器，并構建優(yōu)化模型，通過作動器的工作改變桿件長度從而調整結構形狀，求得結構達到最優(yōu)狀態(tài)所需的作動器的調整量，保證結構在各種荷載工況下都以最優(yōu)的姿態(tài)承力。 首先定義了結構的合理工作狀態(tài)系數(shù)，得出了作動器與桿件串聯(lián)時的綜合剛度和考慮作動器主動變形量的節(jié)點位移方程，并從強度和剛度兩

2、方面進行研究，分別構建各自的優(yōu)化模型，達到對結構強度或剛度優(yōu)化的目的。 以極小化最大受力桿件內力為目標，以作動器的主動變形量為設計變量，以作動器參數(shù)、索始終受拉及關鍵節(jié)點自由度位移限制值為約束條件對結構進行強度優(yōu)化。以極小化最大節(jié)點位移為目標，以作動器參數(shù)和索始終受拉為約束條件對結構進行剛度優(yōu)化，設計變量與強度優(yōu)化相同。計算結果表明，在索中裝入作動器，可以達到減小桿件受力，并增大結構剛度的目的，但壓桿上是無需裝入作動器的。

3、 以作動器剛度、許用變形、容許內力及外荷載為參數(shù)進行的分析表明，作動器各參數(shù)數(shù)值越大，結構的調控能力越強。但對于不同桿件，需選擇與其最為匹配的一組參數(shù)，才能取得最佳的經濟效果。該研究為作動器選擇提供一定的理論依據(jù)。 張力結構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果。本文基于載荷增量法與Newton法結合求解非線性問題的思想，提出了精確的強度優(yōu)化模型，并編制了智能結構的計算機程序NLSTATS opt。按此模