文档介绍：广州大学
硕士学位论文
基于遗传算法和神经网络的输电铁塔形状优化设计
姓名:易少华
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:刘树堂
20070601
摘要部门和相关设计单位的重要问题。算法,该算法联合遗传算法和神经网络来对输电铁塔进行结构形状优化设计。该算法利用遗传算法善于处理优化变量是不同性态、连续或离散或连续与离散混合的问题,对桁架结构分别进行杆件截面和节点坐标的优化设计;针对遗传算法在运算过程中需不断地对结构进行有限元重分析以计算适应度函数值,耗费了大量计算时间的缺点,本文引入神经网络,利用其高度非线性映射能力来直接计算遗传算法的适应度函数值,替代优化中重复采用有限元分析的通常为单一斜率变化挥斜淦,本文提出了输电铁塔弦杆结点直线约束条件,极大地减少输电铁塔结构优化设计过程中的形状设计变量岬阕瓯淞数目,优化结果既符合工程实际,又提高了优化效率。本文建立的输电铁塔形状优化模型旨在通过优化铁塔杆件截面积和结点坐和相关文献对比研究,验证了本文的算法是可靠有效的。最后对一个高压输电铁塔实例进行形状优化设计,优化其杆件截面积、结点坐标、铁塔根开,使得铁塔关键词:输电铁塔;形状优化设计;遗传算法;神经网络当前输电线路的建设费用异常高昂,这主要是由输电铁塔耗钢量巨大造成的,而输电铁塔重量的增加会相应增加运输、施工以及地基的费用,因此,如何最大限度地挖掘材料的潜力,使铁塔结构形状更加合理,铁塔重量更轻成了电力本文提出了—方法,大大降低了计算花费的时间,提高了算法收敛速度。针对输电铁塔工程实际的特殊性:在实际应用中输电铁塔结构的弦杆髦标,使结构布局更为合理,铁塔既满足应力约束、位移约束、弦杆结点直线约束条件、电气参数要求,又使铁塔重量更轻,耗钢量更少,降低铁塔工程造价。本文对一个杆桁架和杆输电塔架算例进行形状优化设计,把优化结果结构布置更加合理,取得了令人满意的优化结果。
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断即学位论文作者签名:羔易。/彳日期:。歹辛加日期:月日日期:月易日钐饿它日期:介年耤『毋兑广州大学学位论文原创性声明广州大学学位论文版权使用授权书写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,本人授权广州大学有权保留并向国家有关部门或机构送编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权广州大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇签签者师文位/。
第一章绪论引言电力是现代社会发展的重要动力,伴随着我均年增长率达到ィ攴⒌缌科骄龀ぢ饰.%,截至年底,全国发电装机容量已突破谇撸辏ü⒌缱盎萘吭ぜ将接近谇逫。然而由于我国区域经济发展、电力资源分布的不均衡,经济发达地区如:“珠三角”、“长三角”、“环渤海经济圈”都位于东部,而水利、煤炭等能源集中于西部,为了优化区域资源配置,促进区域经济联合,需要“西电东送”。另一方面,随着新的输电线路不断建成,输电铁塔用量越来越多,而且输电铁塔有向大线路每公里造价万元的地步在输电线路工程中,铁塔工程的费用在工程总体造价中所占比重较大,一般用,其中由于输电铁塔的耗钢量很大,输电铁塔每基的重量轻则吨,重则因此,在确保安全可靠的前提下,如何使铁塔结构更加合理,节省钢材,减量,重新进行分析、校核,直到找到一个可行方案,即满足各种条件限制的方案。是最优设计。传统的方法无论是分析还是设计都存在大量的简化和经验,准确性工程结构优化实质上是求最优化问题。而最优化在本质上是徊嫜Э疲统也处于迅猛发展时期。近年来,我均增加万千各种发电措施一般都远离都市,因此输电线路的大规模建设成为必然。型化发展的趋势。到年底,全国耙陨鲜涞缦呗烦ざ仍嘉蚬里,按每公里铁塔数笥壹扑悖锰渴窍嗟笨晒鄣摹=昀矗送电线路工程的造价一路攀升,已达到线路每公里造价万元,均达到笥摇L喙胤延冒ㄆ渖杓啤⑹┕ぁ⒃耸洹⒒『吞植牡确数百吨浚捎谑涞缣嘣诘匦巍⒌刂屎推筇跫窳拥牡胤剑涞缣亓增大会相应增加运输、施工以及地基的费用。少工程造价和安装运输负担,己成为设计、制造、施工人员所关注的重要问题,也是工程结构优化设计面临的课题。传统的结构设计方法是设计人员根据经验和判断提出设计方案,随后用力学理论对给定的方案进行分析、校核。若方案不满足约束限制,则人工调整设计变这个设计过程周