基于改進(jìn)的溫度參數(shù)法的結(jié)構(gòu)極限與安定分析.pdf

1、結(jié)構(gòu)極限分析與安定分析是塑性力學(xué)的重要分支，溫度參數(shù)法是進(jìn)行結(jié)構(gòu)極限分析與安定分析的一種有效方法。該方法利用彈性分析程序，采用線性化的屈服條件，并利用線性規(guī)劃方法求解實(shí)現(xiàn)極限分析與安定分析，從計(jì)算力學(xué)角度出發(fā)，具有通用性。但它存在著實(shí)際求解問題相對(duì)有限、難于推廣至三維的缺陷。為了改進(jìn)溫度參數(shù)法的上述應(yīng)用缺陷，本文主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，給出了基于軟件ANSYS及SiPESC.OPT的溫度參數(shù)法的程序?qū)崿F(xiàn)，提高了溫度參數(shù)法的通

2、用性。以通用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行彈性分析，以有限元模型的節(jié)點(diǎn)溫度為變量，結(jié)合線性化屈服條件，利用SiPESC.OPT中的遺傳算法與序列二次規(guī)劃算法相結(jié)合求解該優(yōu)化問題。分析了雙向拉伸帶孔方板的經(jīng)典算例，與相關(guān)文獻(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了方法的可行性。
　　其次，引入非均勻有理B樣條(NURBS)曲面擬合，提出了降低優(yōu)化問題變量數(shù)目的溫度參數(shù)法的改進(jìn)算法。溫度參數(shù)法中，當(dāng)結(jié)構(gòu)的有限元模型節(jié)點(diǎn)較多時(shí)，受到優(yōu)化規(guī)模的限制，不便以

3、節(jié)點(diǎn)溫度為變量。本文以少量節(jié)點(diǎn)的溫度為變量，運(yùn)用NURBS曲面來擬合整個(gè)結(jié)構(gòu)的溫度場分布，大幅降低了變量數(shù)目，便于求解。分析了雙向拉伸帶孔方板的經(jīng)典算例，驗(yàn)證了方法的可行性。
　　然后，直接采用非線性的Mises屈服條件，提出了可求解三維問題的溫度參數(shù)法的改進(jìn)算法。溫度參數(shù)法中，線性化的屈服條件限制了求解問題的范圍，不利于向三維拓展。本文不對(duì)屈服條件進(jìn)行線性化處理，直接采用非線性的Mises屈服條件，從而將溫度參數(shù)法推廣至三維問題

4、。分析了具有解析解的受內(nèi)壓厚壁圓筒的經(jīng)典算例，驗(yàn)證了方法的可行性。
　　最后，運(yùn)用改進(jìn)的溫度參數(shù)法對(duì)工程實(shí)例-含缺陷的壓力管道進(jìn)行了安定性分析，驗(yàn)證了改進(jìn)的溫度參數(shù)法求解工程問題的實(shí)用性。
　　本文基于軟件ANSYS及SiPESC.OPT開展安定性分析算法研究，其技術(shù)方案便于對(duì)多類問題的求解，利于在工程中的廣泛應(yīng)用。文中提出的結(jié)合NURBS曲面降低問題規(guī)模的方法，便于優(yōu)化問題的求解。本文將溫度參數(shù)法求解范圍推廣至三維問題，拓