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1、懸索橋因其優(yōu)美的外型、較高的材料利用率及良好的受力性能而廣泛的應(yīng)用于重要的長(zhǎng)(大)跨橋梁結(jié)構(gòu)中。隨著高強(qiáng)、高性能材料的出現(xiàn)及人們對(duì)懸索橋的觀賞性不斷的提出新的要求,懸索橋梁從結(jié)構(gòu)類(lèi)型、桿件布置到材料利用等均不斷的在優(yōu)化與發(fā)展過(guò)程中。
本論文依據(jù)當(dāng)前的研究成果,論述了懸索橋結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算、非線性分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的理論及軟件參數(shù)化建模的基本知識(shí),利用功能強(qiáng)大的ANSYS建立懸索橋結(jié)構(gòu)模型。由于懸索橋各部件材料的性能不同,需要
2、建立不同的模擬單元,對(duì)懸索橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用三維桿單元link10模擬懸索橋的主纜和吊索;抗風(fēng)、加勁桁架、縱梁、橋塔用三維梁?jiǎn)卧?beam4模擬;橋面板由殼單元shell63模擬。根據(jù)懸索橋結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式,受力及破壞特點(diǎn)。應(yīng)用隨機(jī)搜索的方法得出所以可行性的序列,之后應(yīng)用零階法,最后應(yīng)用一階法得出精確的結(jié)果。軟件分析計(jì)算后通過(guò)其靜態(tài)、模態(tài)分析的結(jié)構(gòu)狀態(tài)對(duì)比,得出懸索橋的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法耗費(fèi)高、效率低,比如:先通過(guò)一套
3、初級(jí)方案,應(yīng)用力學(xué)的理論進(jìn)行分析校核,設(shè)計(jì)變量為約束條件為準(zhǔn)則。分析結(jié)果超過(guò)約束,需要重新調(diào)整設(shè)計(jì)變量;結(jié)果在約束以?xún)?nèi),則此設(shè)計(jì)方案可行,如此的循環(huán)往復(fù),效率、成功率都不高的弊端,得出的結(jié)論也僅僅是可行性的,并非最優(yōu)方案。
與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比,本文優(yōu)化設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足要求的基礎(chǔ)上,應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論和算法,進(jìn)而選出眾多方案中最優(yōu)的方案,應(yīng)用于實(shí)踐中,可以大大的提高效率。橋梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅能滿(mǎn)足規(guī)范要求的承載力、正常使用、外觀的要求,還能
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