Geiger型索穹頂結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力與截面協(xié)同優(yōu)化方法對(duì)比分析.pdf

1、索穹頂結(jié)構(gòu)相異于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其受力性能的特殊性使其有較好的傳力效率，而索穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)的整體預(yù)應(yīng)力、各桿件截面積、結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行優(yōu)化。利用多學(xué)科優(yōu)化軟件Isight與有限元軟件ANSYS聯(lián)合優(yōu)化求解，以Isight為主控程序調(diào)用ANSYS進(jìn)行非線性有限元分析，對(duì)索穹頂進(jìn)行優(yōu)化。
　　以平衡矩陣?yán)碚摓榛A(chǔ)，結(jié)合整體可行預(yù)應(yīng)力的概念，利用Matlab軟件編程，得到Geiger索穹頂結(jié)構(gòu)的自應(yīng)力模態(tài)，進(jìn)而求得其整體可行預(yù)應(yīng)力，并

2、利用ANSYS分析計(jì)算，驗(yàn)證程序的準(zhǔn)確性。
　　運(yùn)用H-J直接搜索法和ASA自適應(yīng)模擬退火法，對(duì)Geiger索穹頂進(jìn)行最低預(yù)應(yīng)力水平和最小結(jié)構(gòu)質(zhì)量的單目標(biāo)優(yōu)化，運(yùn)用NSGA-Ⅱ、改進(jìn)的分層優(yōu)化方法對(duì)索穹頂結(jié)構(gòu)以最小預(yù)應(yīng)力水平和最小結(jié)構(gòu)重量為目標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，對(duì)比分析單目標(biāo)優(yōu)化與多目標(biāo)優(yōu)化的結(jié)果，以及雙目標(biāo)優(yōu)化中，不同優(yōu)化方法的結(jié)果，闡明不同優(yōu)化方法的適用范圍。
　　論述非歸一化多目標(biāo)優(yōu)化的原理，并且介紹了AMGA法、NCG

3、A法、NSGA-Ⅱ、MOPSO法等四種多目標(biāo)優(yōu)化算法的原理和優(yōu)化流程，以最低結(jié)構(gòu)自重及最大結(jié)構(gòu)剛度為目標(biāo)進(jìn)行雙目標(biāo)優(yōu)化，對(duì)比分析四種方法的優(yōu)化過(guò)程以及優(yōu)化結(jié)果，得出不同評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)下各方法之間的優(yōu)劣，為多目標(biāo)優(yōu)化方法的選取提供依據(jù)。
　　考慮三種不同靜力荷載工況，對(duì)Geiger索穹頂結(jié)構(gòu)，以最小預(yù)應(yīng)力水平和最小結(jié)構(gòu)重量為目標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，獲得考慮最不利工況的索穹頂結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì)結(jié)果。
　　利用DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用拉丁超立方設(shè)