拓?fù)鋬?yōu)化理論在拱壩優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf

1、優(yōu)化設(shè)計(jì)在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)占有了重要的地位,它能使工程人員從眾多的方案中得較為完善或合適的最優(yōu)設(shè)計(jì),是設(shè)計(jì)和制造的重要環(huán)節(jié),并貫穿于整個(gè)研產(chǎn)過程。結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化是近年來結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究領(lǐng)域中的前沿課題和熱點(diǎn)問題,也是結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。與尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化相比,結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化需要確定的參數(shù)更多,取得的經(jīng)濟(jì)效益更大,對(duì)工程設(shè)計(jì)人員更具吸引力。隨著拓?fù)鋬?yōu)化理論的進(jìn)一步發(fā)展和完善,其應(yīng)用于工程實(shí)踐的條件也日趨成熟。
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2、文獻(xiàn)和國(guó)內(nèi)相關(guān)論文的基礎(chǔ)上,深入研究連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的基本理論和方法,并就其在拱壩體形優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,做了一些探討和嘗試。具體的研究工作如下：(1)對(duì)連續(xù)體結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化方法作了較為深入地研究,對(duì)均勻化方法、變密度方法以及變厚度方法等拓?fù)鋬?yōu)化方法的數(shù)學(xué)模型分別做了探討和分析。利用結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法中較為常用的均勻化方法,探討了水工結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的具體方法,并以微結(jié)構(gòu)單胞為基礎(chǔ),解釋了均勻化方法的數(shù)學(xué)模型和有限元求解的數(shù)值迭代算式。(

3、2)通過對(duì)拱壩的合理空間分布形式研究。在滿足拱壩約束條件下,以壩體體積最小為目標(biāo),給出了分布荷載作用下的拓?fù)鋬?yōu)化過程。在ANSYS有限元分析軟件基礎(chǔ)上,開發(fā)了較為通用的拓?fù)鋬?yōu)化程序,從而在技術(shù)角度方面解決了拱壩結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化。(3)拱壩三維有限元應(yīng)力分析存在應(yīng)力集中現(xiàn)象,壩體端部的應(yīng)力失真。利用等效應(yīng)力命令流,計(jì)算壩體端部等效應(yīng)力來驗(yàn)算壩體端部應(yīng)力是否滿足規(guī)范要求。(4)利用拓?fù)鋬?yōu)化理論方法對(duì)拱壩的體形優(yōu)化做了嘗試,對(duì)拱壩的拓?fù)鋬?yōu)化進(jìn)行