Lingo和1stOpt在结构优化设计中的应用比较

本文研究了位移、应力和稳定约束下桁架结构的尺寸优化设计问题。首先,基于Matlab的有限元分析和符号计算功能,采用近似方法得到位移约束的显式函数,再结合桁架结构应力约束的计算公式,构造优化设计的数学模型,最后,采用Lingo和1stOpt软件对该问题分别进行优化求解并予以比较。数值算例的结果表明,两种方法得到的优化结果一致,都能明显的减轻设计结构的重量,且方法简单,易实施,但两种软件各有优缺点。     

缓坡网架综合优化设计及CAD

本文以网架的总造价最低为目标函数．按规范要求对新型网架形式──缓坡网架的几何外型及杆件的截面等参数进行了综合优化设计，内力分析采用空间桁架位移法，优化设计采用直接搜索法和准则法相结合的综合优化设计方法．编制了GSSCOD程序．计算中自动形成计算及绘图所需要的信息，直接绘出网架施工图。计算结果表明：本文所推荐的缓坡网架结构形式是可行的，尤其适用大中跨度的网架结构，跨度越大经济效益越明显，与现行设计相比节约造价10％～20％左右。     

桁架节点的优化分析

文章针对大型吊车桁架结构的角节点,运用实体建模软件Solid Works建立桁架结构角节点的参数化实体模型,借助有限元分析软件ANSYS对此桁架节点进行了优化分析,得到了节点板各参数变化对节点板应力的影响,为类似工程提供参考依据。     

大型电力变压器油箱吊轴的优化设计

针对变压器油箱吊轴强度和刚度设计中存在着一定的盲目性问题,本文采用Solidworks软件建立了油箱吊轴,并利用Simulation进行了受力分析,得到了额定工况下吊轴的应力、位移和应变图。在此基础上,对吊轴进行了优化,优化设计后的吊轴材料消耗降低55%,优化设计后吊轴的强度高、刚度好,为变压器的整体优化设计提供了重要依据。     

基于Solidworks/Simulation的变压器结构优化设计

针对变压器强度和刚度设计中存在着一定的盲目性问题,本文采用Solidworks软件建立了变压器有载开关托架三维模型,并利用Simulation进行了受力分析,得到了额定工况下托架的应力、位移和应变。在此基础上,对托架进行了优化,优化设计后的托架材料消耗降低64.6%,加工效率提高33.3%;优化设计后的托架强度高、刚度好,为变压器的整体优化设计提供了重要依据。     

桁架节点的优化分析

文章针对大型吊车桁架结构的角节点，运用实体建模软件Solid Works建立桁架结构角节点的参数化实体模型，借助有限元分析软件ANSYS对此桁架节点进行了优化分析，得到了节点板各参数变化对节点板应力的影响，为类似工程提供参考依据。     

动荷载作用下考虑塑性分析的刚架优化设计

本文介绍了用复形法求解刚架在动力荷载作用下,考虑塑性分析的结构优化设计,其数学模型中,可以考虑任何形式的动力荷载,同时考虑了频率约束,位移约束,动内力约束,杆件截面的塑性约束等条件,优化方法用的是复形法,并且针对这类问题编制了程序,附有计算实例,获得了良好的计算结果。     

氨合成塔底部开孔结构的有限元分析

针对氨合成塔底部开孔处存在应力集中的现象,利用SolidW orks软件建立氨合成塔底部结构的三维模型,并采用Sim ulation模块对其进行有限元分析,得到氨合成塔底部结构的应力、应变及位移云图。结果表明,氨合成塔底部开孔结构处有应力集中的现象,最大应力约为99.2M Pa,最大应变为1.95×10-3,最大位移量约为0.3m m。有限元法分析设计较为快捷方便,可为氨合成塔结构的优化设计提供依据。     

基于满应变准则的大规模桁架结构的最小柔度设计

针对大规模桁架结构,推导出一种结构优化设计方法。其设计目标为整个结构的柔度最小,也即刚度最大;采用的力学准则为满应变设计准则;在整个桁架结构重量满足一定约束的前提下,通过优化各杆件截面积,达到整体柔度最小。仿真结果表明,该方法可以在有限迭代步数下实现桁架结构总体柔度最小。将两次迭代所有杆截面积之差总和作为停机准则,随着停机准则的减小,整个计算所用迭代次数逐渐增大,所需计算时间也逐渐增长。在实际应用中,应根据实际需求和成本限制综合确定停机准则。     

移动式垃圾转运站箱体有限元分析与优化设计

利用ANSYS软件对移动式垃圾转运站箱体结构建立了参数化几何模型和有限元分析模型,采用接触副合理解决了推头、垃圾、箱体间的接触和轴销连接问题.在此基础上进行了压缩进程、上车进程、满载颠簸、刹车行驶、卸料顶起和翻斗作业最大反力等11种危险工况下的约束、加载和结构有限元分析计算,得出各工况下结构的应力分布和最大应力.采用ANSYS与导重法相结合的结构优化方法对移动式垃圾转运站箱体结构进行了优化设计,在满足结构强度要求的前提下,使箱体结构的总重量减少了20.2％.     

粒子群算法及其在桁架结构优化设计中的应用研究

本文分析了该算法的主要参数对搜索方向的影响,并对粒子群优化算法在桁架结构优化设计中的应用进行了分析。利用粒子群优化算法与遗传算法分别对两个桁架结构优化设计算例进行求解,将两种算法的计算结果进行了对比,计算结果表明在满足相同的计算精度的前提下,粒子群优化算法的效率更高。因此,基于粒子群算法的结构优化设计是切实可行的。     

三主桁连续钢桁拱桥整体节点有限元分析

东平水道桥是武广高速铁路上一座四线铁路桁架拱桥,主跨结构为99m+242m+99m的三主桁连续钢桁拱,主桁采用整体节点形式,三主桁内力分析表明中桁处受力最大。节点板联结着主桁、腹杆、横梁、平联等各类杆件,结构及受力均较复杂,节点应力分布是设计中的关键问题之一。文章利用有限元程序对其特殊位置节点板进行应力分析,研究了其应力分布及传力特性,为设计提供依据和给同类桥梁提供参考。研究表明通过调整节点构造和板件刚度,节点具有足够的受力与传力功能。     

水平井水力参数优化设计研究

水平井水力参数的优化设计,是指在一口井施工以前,根据水力参数优选的目标,对钻进水平井时的每个井段所采取的钻井泵工作参数(排量、泵压、泵功率等)、钻头和射流水力参数(喷速、射流冲击力、钻头水功率等)进行设计、计算。分析钻井过程中与水力因素有关的各变量可以看出,当地面机泵设备、钻具结构、井身结构、钻井液性能和钻头类型确定以后,真正对水平井水力参数大小有影响的可控参数就是钻井液排量和喷嘴直径。因此,水平井水力参数优化设计的主要任务也就是确定钻井液排量和选择喷嘴直径。     

Design and cost optimization for hierarchical data

In this paper, we consider balanced hierarchical data designs for both one‐sample and two‐sample (two‐treatment) location problems. The variances of the relevant estimates and the powers of the tests strongly depend on the data structure through the variance components at each hierarchical level. Also, the costs of a design may depend on the number of units at different hierarchy levels, and these costs may be different for the two treatments. Finally, the number of units at different levels may be restricted by several constraints. Knowledge of the variance components, the costs at each level, and the constraints allow us to find the optimal design. Solving such problems often requires advanced optimization tools and techniques, which we briefly explain in the paper. We develop new analytical tools for sample size calculations and cost optimization and apply our method to a data set on Baltic herring.     

基于蒙特卡洛模拟的挖掘机铲斗结构优化研究

针对现有铲斗结构优化设计存在的容易陷入局部最优解、优化效率较低等问题,以"在GB9141-88规定的4种工况下铲斗结构最大应力不增加且体积最小"为目标,提出基于蒙特卡洛模拟的挖掘机铲斗结构优化方法,并以某斗容为1m3的挖掘机铲斗结构优化为例,验证了基于蒙特卡洛模拟的挖掘机铲斗结构优化方法的可行性和有效性。     

QTZ25塔式起重机静力仿真分析

结合某QTZ25塔式起重机的工程实例,运用大型有限元软件ANSYS建立了塔式起重机结构的有限元模型,并对其进行了静力分析,获得结构在在三种常用工况下的应力和变形情况,结果表明:结构的强度满足要求,但是结构的竖向位移较大,应该加大结构的刚度以减小其位移。     

不同厚度钢板加固RC梁受力性能的数值模拟研究

钢筋混凝土梁的变形与受力性能与结构的服役环境关系密切,在严酷的自然环境中,混凝土结构常发生劣化而影响其正常使用。本文采用ABAQUS非线性数值模拟方法,开展了不同厚度钢板(Q235钢材)加固钢筋混凝土梁的应力和位移。分析结果表明在梁底粘贴钢板可显著增强混凝土梁的抵抗变形能力,而钢板厚度是影响混凝土梁变形的主要参数。;粘贴钢板所形成的复合截面能够有效降低混凝土的拉伸损伤程度,并有效限制混凝土裂缝的开展,同时也显著降低了纵向受拉钢筋的应力。