考慮顫振及靜力剛度約束的懸索橋優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、懸索橋是各類橋梁中跨越能力最大的一種橋型。隨著跨度的不斷增加，懸索橋越來越柔，對(duì)風(fēng)的作用越來越敏感，因而在懸索橋的設(shè)計(jì)中，抗風(fēng)問題往往是最重要的控制因素，其中顫振穩(wěn)定性問題最為突出，必須在初步設(shè)計(jì)階段就給予認(rèn)真考慮和妥善解決。然而，顫振穩(wěn)定性分析是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，手動(dòng)調(diào)整設(shè)計(jì)方案以滿足顫振穩(wěn)定性要求只能試算，計(jì)算量大且過程繁雜，使設(shè)計(jì)人員陷入反復(fù)計(jì)算，無法深入理解氣動(dòng)彈性性能與橋梁設(shè)計(jì)變量之間的關(guān)系。因此引入現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)理論進(jìn)行自動(dòng)

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得十分必要且有顯著優(yōu)勢(shì)。
　　本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，試圖將優(yōu)化方法運(yùn)用到懸索橋設(shè)計(jì)中，使得該橋型方案設(shè)計(jì)時(shí)更加快速、理性，設(shè)計(jì)成果更優(yōu)。本文所做主要工作:
　　(1)回顧并總結(jié)了懸索橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及顫振穩(wěn)定性分析方法，為優(yōu)化模型的約束條件計(jì)算提供依據(jù)。
　　(2)基于ANSYS，編制了懸索橋全模態(tài)顫振頻域分析程序，采用黃金分割優(yōu)化方法進(jìn)行顫振臨界風(fēng)速搜索，大大提高了計(jì)算效率。
　　(3)基于本文

3、優(yōu)化問題特點(diǎn)及遺傳算法優(yōu)勢(shì)，編制了遺傳算法FORTRAN程序，并用算例驗(yàn)證了程序的可靠性。
　　(4)針對(duì)懸索橋優(yōu)化算例，基于APDL語言建立ANSYS空間有限元模型，進(jìn)行靜力分析、模態(tài)分析及顫振臨界風(fēng)速搜索，以加勁梁尺寸及主纜尺寸為設(shè)計(jì)變量，以顫振臨界風(fēng)速及靜力撓度為約束條件，以造價(jià)最低為目標(biāo)，根據(jù)罰函數(shù)思想轉(zhuǎn)換為適應(yīng)度函數(shù)建立了兩種優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。
　　(5)采用FORTRAN與ANSYS混合編程技術(shù)編制了優(yōu)化總控程序，實(shí)