【摘 要】
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结构优化设计在结构中应用广泛,特别是动力分析与动力优化在结构研究设计中更具有重要意义。优化过程中,优化效率在很大程度上取决于灵敏度分析的计算效率和精度。灵敏度分析
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结构优化设计在结构中应用广泛,特别是动力分析与动力优化在结构研究设计中更具有重要意义。优化过程中,优化效率在很大程度上取决于灵敏度分析的计算效率和精度。灵敏度分析的目的就是要找出对所关心的响应影响最敏感的参数。进行灵敏度分析已成为优化设计中不可或缺的一部分。本文研究了基于Newmark法的车辆荷载作用下公路桥梁动力响应优化设计灵敏度分析的方法并用MATLAB程序实现。在优化设计部分中,首先综述了动力优化设计的基本概念、求解过程和数学模型,提出了动力响应优化设计的灵敏度分析的问题。在结构动力响应部分中,推导了结构动力方程的一般表达式,提出了动力响应问题,介绍了求解动力响应问题的普遍方法,整体刚度矩阵质量矩阵的形式,以及刚度矩阵和质量矩阵对设计变量的导数矩阵求法,为灵敏度分析提供了基础,并在MATLAB中实现完整的Newmark法。在结构瞬态动力响应的灵敏度分析部分中,本文进行了基于Newmark法的灵敏度分析方法的研究。采用这种方法,结构瞬态动力响应与灵敏度的求解同时进行。最后用MATLAB编制了灵敏度分析方法的程序。通过算例表明,采用这种方法可以得到精度令人满意的灵敏度结果。灵敏度分析技术已成为优化设计中的一个重要部分。随着优化设计技术的发展,灵敏度分析技术必将更多地用于工程实际,发挥更大的作用。
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