Binder弛张筛动梁截面多参数优化设计

为使Binder弛张筛动梁更好的满足实际工况要求,提出了一种基于ANSYS Workbench的优化设计方法。在ANSYS Workbench软件中建立有限元参数模型,施加以实际工况,对所设截面的形状大小等进行多参数优化分析;选取螺栓孔纵向与横向的距离以及截面与所设基础面的距离为优化参数,确定螺栓孔位置参数与截面之间的关系;通过形状优化模块对动梁外截面进行优化改进。优化后的动梁截面满足工况要求,为弛张筛的进一步优化提供了参考依据。

基于进化策略的海上风电支撑结构多参数同步优化设计

针对典型海上风电场3 MW固定式三桩单立柱风力机支撑结构主尺度优化问题,文章采用参数化建模方式进行力学建模,在有限元分析的基础上,结合生物进化策略,以风机塔顶位移、结构最大Mises应力为限制条件,以减小支撑结构整体体积为优化目标,对海上三桩单立柱风力机支撑结构主尺度参数进行多参数同步优化设计。研究结果表明:在保证风机塔架刚度和结构强度的前提下,通过结合有限元分析与进化策略对风机主尺度参数进行同步优化,风机支撑结构整体体积明显下降,优化效果明显。该多参数同步优化设计方法可为海上风电固定式支撑结构设计提供参考。

基于ISIGHT的人枪系统多参数动态优化设计

从人枪系统入手,根据立姿抵肩无依托射击的特点,建立了刚柔耦合的人枪系统动力学虚拟样机,并基于集合优化软件ISIGHT,集成ADAMS和Matlab软件进行并行优化设计以抵肩部位所受载荷和枪口垂直角位移为目标函数,以导气孔直径、气室初始容积、活塞直径、复进簧刚度、击锤簧刚度、枪机框质量为设计变量,利用自适应模拟退火算法求解得到设计变量的优化值,对优化结果进行了仿真验证,验证结果表明:优化后活塞杆所受的最大力下降1.3%,弹丸在出膛口时的枪口垂直角位移减少6.7%,抵肩部位所受的最大力也下降12.26%,提高了步枪的连发射击精度,达到了优化设计目的并节约了人力和时间,对武器系统的优化设计有参考价值。

混凝土系杆拱桥优化设计

为探讨混凝土系杆拱桥的多参数优化设计方法,选取计算矢高、拱肋截面尺寸、系梁截面尺寸、吊杆面积和系梁纵向预应力筋数目作为设计变量,规范限值为约束条件,全桥总造价为目标函数,建立了混凝土系杆拱桥的优化模型;采用大型通用程序ANSYS和桥梁结构平面分析程序,结合混合整型序列二次规划法,混合编程求解优化模型.以某拱桥为工程背景,建立并求解优化模型,将优化结果与设计值进行比较.结果表明:系梁混凝土用量减少40.98%,拱肋混凝土用量减少23.81%,预应力钢筋数目减少28.23%,全桥材料总造价降低28.63%.

基于ANSYS Workbench的矿用救生舱壳结构多参数目标驱动优化分析

为提高救生舱壳结构的抗冲击能力,设计了一种拱形救生舱,并对该舱体壳结构进行0.3 MPa压力下的静力分析;然后在Workbench中使用MOGA方法对影响舱体强度的主要参数进行目标驱动优化分析,得到各参数的敏感度曲线和响应图及候选优化设计点。结果表明最优点在舱体质量改变最小情况下,应力水平降低25.64%,为救生舱生产厂家设计舱体提供理论支持。

基于Kriging方法的正交异性钢桥面板大焊脚焊缝抗疲劳构造参数设计

正交异性钢桥面板以其轻质高强、承载能力大、适用范围广的优点,在桥梁工程中得到广泛应用。但其疲劳问题是制约其进一步广泛应用的重要因素,尤其在U肋与顶板焊接位置易发生疲劳开裂。对此使用正交异性钢桥面板U肋顶板焊缝的新形式——大焊脚焊缝,即增大焊缝尺寸,以改善该部位疲劳性能。采用多参数优化方法设计大焊脚焊缝截面,针对各关键性影响参数,采用均匀设计方法抽取样本,确定各样本对应的各参数取值;在此基础上建立参数化有限元仿真分析模型,采用Kriging方法分别建立各疲劳细节处样本与响应值间的近似模型,进行多参数抗疲劳优化设计。结果表明:以Kriging方法为基础进行多参数优化设计,所建立的优化模型计算结果与有限元理论结果能较好地吻合,优化效率高,优化结果较为理想。

基于响应面法的钢-混组合桥面系优化设计

对桥梁结构进行优化设计和可靠性研究时,采用传统的设计方法可能会遇到计算工作量繁重的问题,应用响应面法进行优化设计是有效解决该问题的途径之一。以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为研究对象,结合节段缩尺模型试验研究,以有限元软件Workbench为计算平台,建立相应的参数化有限元模型。以组合桥面系重量最轻为经济目标,最大变形及最大弯曲应力为约束,基于响应面法对其进行多参数优化设计,并对优化结果进行了有限元分析验证。计算结果表明:节段缩尺模型静力试验结果与有限元分析结果吻合较好,建立的有限元模型很好地反映了试验模型实际的受力状态;基于响应面法优化设计后组合桥面系质量减小了3.57%,在满足力学性能要求的同时,减轻了结构自重,降低了工程造价,为钢-混组合桥面系设计提供了良好的概念设计模型。

新型镦边U肋正交异性钢桥面板疲劳设计参数研究

传统正交异性钢桥面板疲劳问题突出,为提高其疲劳性能,对传统桥面板的细节设计进行改进,提出新型镦边U肋钢桥面板结构;通过建立基于BP神经网络的多目标优化模型进行该新型疲劳细节的优化设计,最终确定合理的构造细节。研究表明:所提出的新型镦边U肋正交异性钢桥面板,显著降低了顶板与U肋间焊缝的局部应力集中程度,该细节处疲劳性能得到明显改善,从细节优化角度为改善正交异性钢桥面板此处疲劳细节的疲劳性能提供了较好的解决方案,是具有良好发展前景的构造细节。

大跨度连续梁预应力束优化方法研究

为探讨大跨度连续梁预应力束的多参数优化设计方法,文章选取预应力束张拉控制应力、型号和根数作为设计变量,规范限值为约束条件,预应力钢束总造价为目标函数,建立了大跨度连续梁的优化模型;采用桥梁结构平面分析程序,结合混合整型序列二次规划法,混合编程求解优化模型。以某连续梁为工程背景,建立并求解优化模型,将优化结果与设计值进行比较。结果表明:预应力钢束材料总造价降低18.26%。

PC连续梁预应力束优化方法研究

为探讨PC连续梁预应力束的多参数优化设计方法,选取预应力束张拉控制应力、型号和根数作为设计变量,规范限值为约束条件,预应力钢束总造价为目标函数,建立了 PC连续梁的优化模型;采用桥梁结构平面分析程序,结合混合整型序列二次规划法,混合编程求解优化模型.以某连续梁为工程背景,建立并求解优化模型,将优化结果与设计值进行比较.结果表明:预应力钢束材料总造价降低20.70%.