位移限制下桿長(zhǎng)變化張力結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化分析.pdf

1、國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)張力結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多方面的優(yōu)化研究，包括預(yù)應(yīng)力優(yōu)化、截面優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化等，這些優(yōu)化均是在單個(gè)荷載工況下以降低造價(jià)為目標(biāo)，但是張力結(jié)構(gòu)單位面積的用鋼量已經(jīng)很小，因此這些優(yōu)化研究的實(shí)際意義沒(méi)有想象中那么大。本文在張力結(jié)構(gòu)中嵌入作動(dòng)器，通過(guò)其工作，改變桿件長(zhǎng)度從而調(diào)整結(jié)構(gòu)形狀，以保證結(jié)構(gòu)以最優(yōu)的姿態(tài)承受多種荷載工況，建立相應(yīng)的優(yōu)化模型，求得結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)所需的作動(dòng)器的調(diào)整量。
　　 第2章對(duì)張力結(jié)構(gòu)的理論知識(shí)進(jìn)行了

2、詳細(xì)的介紹，以確定結(jié)構(gòu)的自應(yīng)力模態(tài)和幾何拓?fù)錁?gòu)成，為后續(xù)張力結(jié)構(gòu)荷載態(tài)的研究做鋪墊。第3章基于載荷增量法推導(dǎo)迭代公式，確定了結(jié)構(gòu)荷載態(tài)時(shí)桿件內(nèi)力和節(jié)點(diǎn)位移，建立了非線性方程組并進(jìn)行求解。通過(guò)算例，驗(yàn)證程序和公式的正確性，并得出相關(guān)結(jié)論。
　　 第3、第4章在定義了結(jié)構(gòu)的合理工作狀態(tài)系數(shù)后，考慮作動(dòng)器與桿件串聯(lián)時(shí)的綜合剛度，基于不同的理論和迭代公式，共建立的了三種位移限制下的強(qiáng)度優(yōu)化分析模型，一是基于有限元理論建立的強(qiáng)度優(yōu)化模型，

3、二是基于虛功原理建立的強(qiáng)度優(yōu)化模型，三是基于桿件剛度矩陣建立的強(qiáng)度優(yōu)化模型。以結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)系數(shù)最小為目標(biāo)，以作動(dòng)器的主動(dòng)調(diào)整量為設(shè)計(jì)變量，以結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力、節(jié)點(diǎn)位移和作動(dòng)器參數(shù)為約束條件，構(gòu)造了非線性結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)化線性規(guī)劃模型并編制了相應(yīng)的MATLAB求解程序。結(jié)合算例，分別對(duì)三種建立強(qiáng)度優(yōu)化模型對(duì)應(yīng)的理論和迭代公式進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
　　 第5章以張力結(jié)構(gòu)應(yīng)變能最小為目標(biāo)，以作動(dòng)器的主動(dòng)調(diào)整量為設(shè)計(jì)變量，以結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力、節(jié)點(diǎn)位移和作動(dòng)