六種典型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼的參數(shù)化建模及形狀優(yōu)化設計.pdf

1、網(wǎng)殼結(jié)構兼有桿系結(jié)構和薄殼結(jié)構的特點，受力合理、跨度大、造型豐富美觀、應用前景廣闊。但是網(wǎng)殼結(jié)構的造價較高，因而對其進行優(yōu)化設計很有必要。
　　 本文在六種典型單層球面網(wǎng)殼主要承重結(jié)構上設置雙層主肋，形成六種典型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼。通過研究六種典型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼的網(wǎng)格生成規(guī)律，應用大型有限元軟件ANSYS的APDL語言編制相應宏程序，實現(xiàn)了六種典型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼的參數(shù)化建模；編制輸入界面，只需輸入局部雙層球面網(wǎng)殼五

2、個幾何參數(shù)(矢高F、跨度S、環(huán)向重復區(qū)域份數(shù)Kn、徑向節(jié)點圈數(shù)Nx、雙層區(qū)域厚度T)，即可得到所需局部雙層球面網(wǎng)殼模型。大量建模實例表明，該參數(shù)化建模方法和建模程序簡單、高效、實用，極大方便了局部雙層球面網(wǎng)殼靜力分析及多種結(jié)構優(yōu)化設計方案的分析比較。
　　 在六種典型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼參數(shù)化建?；A上，對六種典型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼進行了靜力分析，對比相同幾何參數(shù)、相同位移約束及加載條件下，局部雙層球面網(wǎng)殼的靜力分析結(jié)果，分析

3、了六種典型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼的最大位移和最大應力出現(xiàn)的位置和分布規(guī)律，為局部雙層球面網(wǎng)殼優(yōu)化設計提供了依據(jù)。根據(jù)局部雙層球面網(wǎng)殼的特點和離散變量結(jié)構優(yōu)化設計的思想，采用序列兩級算法編制FORTRAN形狀優(yōu)化程序。優(yōu)化程序可以通過調(diào)用ANSYS分析計算模塊進行靜力分析。對六種局部雙層球面網(wǎng)殼在不同跨度、不同矢跨比條件下進行了形狀優(yōu)化設計。
　　 對比六種典型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼形狀優(yōu)化結(jié)果，分析了六種結(jié)構耗鋼量隨環(huán)向重復區(qū)域份數(shù)

4、、徑向節(jié)點圈數(shù)和矢跨比的變化規(guī)律；研究了在同一跨度，相同雙層區(qū)域厚度時，不同網(wǎng)殼類型的耗鋼量隨矢跨比的變化規(guī)律。優(yōu)化結(jié)果分析表明：在大跨度時(跨度90m到120m)，矢跨比在1，4或1/5時，六種局部雙層球面網(wǎng)殼耗鋼量最小；在小跨度時(跨度30m到50m)，肋環(huán)型、三向格子型、凱威特型和短程線型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼耗鋼量較??；中大跨度時(跨度60m到120m)，凱威特型和短程線型帶肋局部雙層球面網(wǎng)殼耗鋼量較小。研究結(jié)果對網(wǎng)殼結(jié)構工程設計