基于ANSYS零阶优化算法的灌区钢闸门优化设计

平面钢闸门具有结构简单、安装方便等诸多优势,在灌区建设中应用比较广泛。文章以辽宁省平房子灌区渠系节水改造工程的进水闸为例,利用ANSYS软件及其零阶优化算法,对闸门进行轻量化设计研究,并获得闸门质量最优解。与原设计方案相比,优化后的闸门质量减轻17.23%,不仅降低了制造成本,还有利于节约运行成本。

零阶与一阶优化算法在悬索桥模型修正中的应用对比分析

为了给健康监测研究提供一个较为准确的有限元基准模型,采用零阶与一阶优化算法作为悬索桥模型修正的基本工具,同时将优化算法与大型有限元分析软件相结合,以考虑大跨悬索桥的非线性和应力刚度。对零阶与一阶优化算法在悬索桥模型修正中的具体实现方法进行了探讨。针对润扬大桥悬索桥,利用健康监测系统的实测数据进行了优化算例分析,优化过程中结合了动力与静力两方面的约束信息,使得结果更趋于合理。对两种算法的准确性和计算效率进行了对比分析,提出了应用建议。

基于零阶和一阶优化算法的建筑结构抗震优化设计

针对第三水准"大震不倒"的抗震设防目标,提出一种建筑结构的抗震优化设计方法,依据"用相同的投资获最好的设计"的设计理念,建立了在强烈地震波的作用下,以建筑结构最大的层间相对位移最小化作为优化目标,同时满足体积约束的优化数学模型,并采用动力有限元分析模型和高效的显式动力分析方法进行结构分析获得最大的层间相对位移,采用零阶和一阶优化算法分别求解优化数学模型,在显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA的基础上进行二次开发,实现了一个三维框架结构的抗震优化设计,数值结果表明该方法能获得较高质量的解,经优化设计后建筑结构的抗震性能得到了很大的改善。

隔震曲线连续梁桥粘滞阻尼器参数优化分析

为了提升粘滞阻尼器在隔震曲线梁桥中的减隔震效果,本文对其力学性能参数进行优化分析。基于ANSYS建立了某三跨隔震曲线连续梁桥的有限元模型,采用非线性动力时程法,分析了粘滞阻尼器速度指数和阻尼系数等参数对地震作用下支座位移和墩底剪力的影响,并确定了粘滞阻尼器参数的合理取值范围。在此基础上,基于零阶优化算法,以墩底剪力绝对值之和为目标函数,对粘滞阻尼器进行了参数优化,并对比分析了优化前后的减震效果。结果表明:阻尼系数对支座位移和墩底剪力的影响十分显著;速度指数对支座位移和墩底剪力的影响与阻尼系数有关;粘滞阻尼器参数优化后,支座切向和径向位移减震率分别在47%和22.2%以上,中墩支座的切向位移减震率高于边墩支座,而边墩支座的径向位移减震率高于中墩支座;边、中墩切向剪力差值由956 kN减小为220 kN,径向剪力差值由441 kN减小为130 kN,其受力相对更为均衡。

太平湖大桥的有限元模型修正

针对太平湖大桥初始有限元模型的固有频率与实测频率不一致的情况,本文完成了对该桥的有限元模型修正,依此采取ANSYS软件中零阶优化算法、一阶优化算法及响应面法对初始有限元模型进行修正,并且比较了三种修正方法的修正结果。

在强烈地震作用下建筑结构的优化设计

针对第三水准"大震不倒"的抗震设防目标,提出一种在强震作用下建筑结构的优化设计方法,依据"用相同的投资获最好的设计"的设计理念,建立了在强烈地震波的作用下,建筑结构最大的层间相对位移最小化作为优化目标,同时满足体积约束的优化数学模型,并采用动力有限元分析模型和高效的显式动力分析方法进行结构分析获得最大的层间相对位移,采用零阶和一阶优化算法分别求解优化数学模型,在显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA的基础上进行二次开发,实现了一个三维框架结构的抗震优化设计,数值结果表明该方法能获得较高质量的解,经优化设计后建筑结构的抗震性能得到了很大的改善,具有现实的工程意义。