五種典型雙層柱面網(wǎng)殼參數(shù)化建模及形狀優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、空間結(jié)構(gòu)可以充分利用自身的結(jié)構(gòu)形式以及選取合適的材料來滿足多變的建筑結(jié)構(gòu)造型，從而提供更大的活動空間。近年來，計算機(jī)技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)模擬中有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這就使空間結(jié)構(gòu)在形式的研究與優(yōu)化上有了新的突破，即將結(jié)構(gòu)形式、受力分析、優(yōu)化計算完美的結(jié)合在了一起。
　　 主要進(jìn)行的是五種典型雙層柱面網(wǎng)殼的建模及優(yōu)化分析。首先運用APDL語言編寫相應(yīng)的程序，實現(xiàn)了五種形式的雙層柱面網(wǎng)殼的參數(shù)化建模。其中腹桿的連接方式建立了四種，分別為交叉

2、桁架體系、四角錐體系、抽空正放四角錐體系和抽空倒放四角錐體系。
　　 在參數(shù)化建模的基礎(chǔ)上，對不同柱面形式、腹桿連接方式、跨度、長度、網(wǎng)格數(shù)、矢跨比等參數(shù)影響下的雙層柱面網(wǎng)殼，運用ANSYS的后處理功能進(jìn)行了靜力分析，獲得了不同形式下的雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)位移、應(yīng)力、桿件內(nèi)力值，并做了結(jié)果分析，總結(jié)了相對應(yīng)的規(guī)律。
　　 在靜力分析的基礎(chǔ)上，對不同的雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了形狀優(yōu)化。在雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中，建模時生成的節(jié)點坐標(biāo)是

3、有規(guī)律的，它是由柱面網(wǎng)殼曲面形狀決定的，即由柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的跨度、長度、矢跨比、跨度方向上的網(wǎng)格數(shù)、長度方向上的網(wǎng)格數(shù)、網(wǎng)殼厚度決定的。把變化的節(jié)點坐標(biāo)作為形狀優(yōu)化設(shè)計的變量，通過改變控制網(wǎng)殼形狀的幾何參數(shù)值來得到不同的節(jié)點坐標(biāo)。因此，形狀優(yōu)化時可以先確定幾何參數(shù)，即柱面網(wǎng)殼的形式，運用相應(yīng)的截面優(yōu)化方法找到該種形式下的最優(yōu)截面，在此基礎(chǔ)上通過改變幾何參數(shù)再進(jìn)行多次優(yōu)化，直到得出使結(jié)構(gòu)總重量最小的全局最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式。
　　 運用FO