【摘 要】
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结构优化设计是现代产品设计研发中的一种重要方法。许多专家学者对结构优化设计技术进行了大量的研究,并且已经取得了丰硕的成果。目前针对杆件结构截面特性的结构优化设计
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结构优化设计是现代产品设计研发中的一种重要方法。许多专家学者对结构优化设计技术进行了大量的研究,并且已经取得了丰硕的成果。目前针对杆件结构截面特性的结构优化设计方法比较丰富,而对于杆件体拓扑结构的优化设计方法还有较大的发展空间。本文将连续体结构优化设计与杆件结构优化设计结合起来,提出了一种基于梁单元重要性评价(ESB)的杆件结构优化设计方法,对杆件体的拓扑结构形式进行优化,并以某电力电容器塔架结构为例,对上述方法进行了验证。主要研究内容如下: 1、介绍了本文的研究背景及意义;阐述了国内外在结构优化设计方法领域的研究现状;分析了目前结构优化设计方法理论和实际应用中存在的一些问题;给出了论文的主要研究内容和总体框架结构。 2、建立了梁单元重要性评价的数学模型。确定了求取梁单元重要性系数的基本思路,利用弹性力学和有限元方法的基本理论推导出梁单元重要性系数的目标函数和约束条件,给出了求取梁单元重要性系数的数学模型。 3、梁单元重要性评价方法的程序实现。阐述了求取梁单元重要性系数需要的参数准备,给出方法程序表达的基本思路。分别利用平面杆件结构和空间杆件结构的两个算例详细叙述了方法的实现过程,并就这两个算例对基于梁单元重要性评价的结构优化设计方法进行验证。 4、基于梁单元重要性评价的结构优化设计方法实例。首先分析了某电力电容器塔架的结构特点,然后依据国家标准载荷组合形式,将电力电容器塔架的工作环境划分为10个工况,考察这些工况下塔架结构的载荷响应,应用基于梁单元重要性评价的结构优化设计方法对其进行优化设计,将优化后的塔架结构模型再次进行相同工况下的载荷分析,最后比较两次分析结果,验证方法的有效性。 5、对全文进行总结,并对后续研究工作进行展望。
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