位移限制下桿長變化張力結構性能優(yōu)化分析.pdf

1、國內(nèi)外學者對張力結構進行了多方面的優(yōu)化研究，包括預應力優(yōu)化、截面優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓撲優(yōu)化等，這些優(yōu)化均是在單個荷載工況下以降低造價為目標，但是張力結構單位面積的用鋼量已經(jīng)很小，因此這些優(yōu)化研究的實際意義沒有想象中那么大。本文在張力結構中嵌入作動器，通過其工作，改變桿件長度從而調(diào)整結構形狀，以保證結構以最優(yōu)的姿態(tài)承受多種荷載工況，建立相應的優(yōu)化模型，求得結構達到最優(yōu)狀態(tài)所需的作動器的調(diào)整量。
　　 第2章對張力結構的理論知識進行了

2、詳細的介紹，以確定結構的自應力模態(tài)和幾何拓撲構成，為后續(xù)張力結構荷載態(tài)的研究做鋪墊。第3章基于載荷增量法推導迭代公式，確定了結構荷載態(tài)時桿件內(nèi)力和節(jié)點位移，建立了非線性方程組并進行求解。通過算例，驗證程序和公式的正確性，并得出相關結論。
　　 第3、第4章在定義了結構的合理工作狀態(tài)系數(shù)后，考慮作動器與桿件串聯(lián)時的綜合剛度，基于不同的理論和迭代公式，共建立的了三種位移限制下的強度優(yōu)化分析模型，一是基于有限元理論建立的強度優(yōu)化模型，

3、二是基于虛功原理建立的強度優(yōu)化模型，三是基于桿件剛度矩陣建立的強度優(yōu)化模型。以結構工作狀態(tài)系數(shù)最小為目標，以作動器的主動調(diào)整量為設計變量，以結構桿件內(nèi)力、節(jié)點位移和作動器參數(shù)為約束條件，構造了非線性結構強度優(yōu)化線性規(guī)劃模型并編制了相應的MATLAB求解程序。結合算例，分別對三種建立強度優(yōu)化模型對應的理論和迭代公式進行分析評價。
　　 第5章以張力結構應變能最小為目標，以作動器的主動調(diào)整量為設計變量，以結構桿件內(nèi)力、節(jié)點位移和作動