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《大连海事大学》 2012年
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基于ANSYS的悬索桥结构优化

郭绍钢  
【摘要】:本论文在现有悬索桥研究成果的基础上,首先论述了悬索桥的基本计算理论,优化设计理论和参数化建模的基本知识,并采用ANSYS中的APDL参数化设计语言对悬索桥进行有限元建模,用于对悬索的优化设计。 结合悬索桥的结构形式和受力特点,对悬索桥的吊杆和缆索采用空间杆单元模拟,对加劲梁和索塔采用空间梁单元来模拟,对桥面板采用壳单元进行模拟,以此建立由缆索、吊杆、索塔、加劲梁、桥面板组成的全桥空间分析的有限元模型。 利用大型通用软件ANSYS强大的非线性有限元分析功能及优化设计功能,通过ANSYS中的APDL参数化设计语言,使用连续设计变量的优化方法,采用合理的优化策略对悬索桥进行优化,以吊杆和缆索的初应变为设计变量;以吊杆尽量均匀的张拉力和缆索、吊杆、加劲梁、塔的应力限值为状态变量;以悬索桥承受自身恒载作用时主梁变形最小为目标函数。先采用随机搜索的优化分析方法,再在此方法所有的可行设计序列基础上,利用零阶方法,然后在零阶方法的基础上采用一阶方法,从而得到更精确的结果。 通过以上的分析计算,进行优化前后的对比分析,包括静力分析、模态分析、和瞬态分析,对悬索桥优化前后的状态进行比较,从而尝试使悬索桥达到一个较优的状态。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U448.25

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