張力結(jié)構(gòu)形狀調(diào)整優(yōu)化分析.pdf

1、多年來各國學(xué)者以降低造價為目標(biāo)對張力結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化研究，而張力結(jié)構(gòu)單位面積的用鋼量已經(jīng)很小，對以減少材料用量為目標(biāo)的優(yōu)化意義不大。本文在張力結(jié)構(gòu)桿件中裝入作動器，并構(gòu)建優(yōu)化模型，通過作動器的工作改變桿件長度從而調(diào)整結(jié)構(gòu)形狀，求得結(jié)構(gòu)達到最優(yōu)狀態(tài)所需的作動器的調(diào)整量，保證結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)建各自的優(yōu)化模型，達到對結(jié)構(gòu)強度或剛度優(yōu)化的目的。 以極小化最大受力桿件內(nèi)力為目標(biāo)，以作動器的主動變形量為設(shè)計變量，以作動器參數(shù)、索始終受拉及關(guān)鍵節(jié)點自由度位移限制值為約束條件對結(jié)構(gòu)進行強度優(yōu)化。以極小化最大節(jié)點位移為目標(biāo)，以作動器參數(shù)和索始終受拉為約束條件對結(jié)構(gòu)進行剛度優(yōu)化，設(shè)計變量與強度優(yōu)化相同。計算結(jié)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(jié)構(gòu)的調(diào)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(jīng)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(jié)構(gòu)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(jié)果。本文基于載荷增量法與Newton法結(jié)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(jié)構(gòu)的計算機程序NLSTATS opt。按此模