文档介绍：重庆交通学院
硕士学位论文
斜拉桥超高塔截面优化设计及力学行为分析
姓名:黄志堂
申请学位级别:硕士
专业:防灾减灾工程及防护工程
指导教师:肖盛燮
20050320
摘要基础上,确定了斜拉桥超高塔截面优化设计的设计变量、约束条件和目标函数,超高塔斜拉桥造价高,对其进行优化设计非常必要,但是现阶段对这方面的研究非常匮乏。本文针对这个现状,在现有的斜拉桥计算理论和结构优化理论的建立了优化设计的数学模型,在此基础上利用砑挠呕?槎院卑投长江大桥塔柱截面尺寸进行优化设计。本文建立的优化数学模型,比较系统、全面地考虑斜拉桥设计时应注意的多方面因素,具有通用性,可以作为同类桥型优化设计的参考。通过对巴东长江大桥塔柱截面的优化设计,证明了利用建立盼优化模型结合有限元方法对斜拉桥部分构件进行数学优化是可以实现的,其结果也能满足一定的工程精度。关键词:斜拉桥优化模型巴东大桥稳定性
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第一章绪论こ逃呕杓频姆⒄估法被提出来嵌杂呕椒ǖ难芯恐饕J撬惴ǖ氖樟残詆】和在高端科技最优化是个古老的课题。长期以来,人们对最优化问题进行探讨和研究。早在世纪,英国的伟大科学发明微积分的时代,已经提出极值问题,后来又出现乘数法。年法国数学家研究了函数值沿什么方向下降最快的问题,提出了最速下降法。世纪年代,蚔提出了竞赛理论,提出了输入输出模型【,随着历史的发展不断深入。但是,任何科学的进步,都是受到历史条件的限制,直至世纪年代,最优化这个古老课题并没有形成四十年代以来,由于生产和科学突飞猛进的发展,特别是电子计算机日益广泛应用,使最优化问题的研究不仅成为一种迫切需要,而且有了求解的有力工具。年,提出了求解一般线性规划问题的单纯形法后,最优化方法形成了一个新的学科。世纪呕扑愦肟J汲鱿郑甏J即氲纳桃开发和销售【。年,:胠虺芐【浚T际滴侍馓峁┝艘个非常有效的求解方法,大大促进了最优化方法的发展。现在虽然有一些新的算领域的应用嘲。随着新的理论和算法的出现,最优化理论和方法至今已经出现线性规划、整数规划、非线性规划、几何规划、动态规划、随机规划、网络流等许多在最优化方法发展的过程中,结构设计者不断探讨将最优化方法运用于结构设计。传统的结构设计,要求设计者根据设计要求和实践经验,参考类似的工程设计,通过判断去选择设计方案,然后进行强度、刚度、稳定性等各方面的计算以校核设计方案的可行性。结构优化设计则是参与计算的量部分以变量出现,在满足规范和规定的前提下,形成全部可能的结构设计方案域,然后利用数学手段,按设计者预定的要求,从域中选出一个不但可行且最好的设计方案。由于结构优化设计要综合各方面的因素、要求、约束条件等等,复杂和困难程度要比结构分析大得多。但是,目前的科学技术发展为结构优化设计提供了有利条件,其中包括结构力学在分析方面的理论逐渐完善,电子计算机的广泛应用,数学规划及模糊数学的发展,新材料新工艺的不断出现,这些都使结构优化设计理论得到迅速独立的有系统的科学。分支。发展。绪论
.峁褂呕杓评砺鄯⒄年钱令希院士等人提出的“序列二次规划法”等都是这一趋势的反映。设计方案——进行结构分析——检验是否可行和最优——进行调优处理——重新结构优化设计通常分为两大类方法【:准则法和数学规划法。准则法是利用最优性准则在满足各种约束的设计方案中寻求最优设计方案的方法。常用的最优性准则也可分为两类:。另一类则从直观力学概念出发建立的力学准则。数学规划法则是将数学规划引入结构优化设计中,把优化目标和设计应受的种种约束作出数学描述,然后用数学规划力学准则法认为,满足直观力学准则的力学条件的可用设计就是最轻设计或近似最轻设计。准则