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不考虑几何刚度的桁架结构非线性分析方法
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作者 范秀娟 陈安全 +1 位作者 张颖 杨耀 《山西建筑》 2025年第3期50-56,共7页
一般进行结构非线性分析时,需特别考虑在大变形情况下结构刚度的变化,但切线刚度或几何刚度的推导过程较为复杂,众多研究关注于结构单元刚度矩阵的推导而忽略了非线性分析的整体过程。基于增量迭代非线性分析的力学机制,在保证桁架单元... 一般进行结构非线性分析时,需特别考虑在大变形情况下结构刚度的变化,但切线刚度或几何刚度的推导过程较为复杂,众多研究关注于结构单元刚度矩阵的推导而忽略了非线性分析的整体过程。基于增量迭代非线性分析的力学机制,在保证桁架单元节点恢复力求解精度的情况下,仅考虑弹性或弹塑性刚度而不考虑桁架结构的几何刚度也可以分析桁架结构的非线性行为。通过与常规考虑几何刚度的情况进行对比分析,计算结果十分吻合,只是增加了少量的计算时间与迭代次数。此不考虑几何刚度的桁架结构非线性计算过程物理意义清晰,可推广至其他类型的结构。 展开更多
关键词 桁架结构 几何非线性 材料非线性 增量迭代法 几何刚度
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大口径空间光学望远镜桁架结构关键技术研究进展 被引量:2
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作者 郭崇岭 陈佳夷 +1 位作者 陈传志 陈金宝 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期31-43,共13页
近年来大口径空间光学望远镜以高像质、宽波段、大幅宽等特点,在开展空间科学探索、精细化对地观测等方面越来越重要。大口径望远镜的主承力结构、大型光学组件的支撑结构往往采用桁架结构,本文围绕实现桁架结构的超轻、超稳特性,从构... 近年来大口径空间光学望远镜以高像质、宽波段、大幅宽等特点,在开展空间科学探索、精细化对地观测等方面越来越重要。大口径望远镜的主承力结构、大型光学组件的支撑结构往往采用桁架结构,本文围绕实现桁架结构的超轻、超稳特性,从构型优化设计、新型材料、先进制造工艺、精确测量标定方法等方面,系统性梳理了其理论基础、研究方法、应用现状等,并探讨了空间桁架结构技术的发展趋势。 展开更多
关键词 空间光学望远镜 桁架结构 热稳定性 尺寸稳定性
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绳驱桁架结构伸展臂的主动振动控制 被引量:1
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作者 蔡志勤 曹彬彬 彭海军 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期139-144,共6页
伸展臂由于受到空间温度变化和卫星机动动作的影响,不可避免地会产生振动。在阻尼较低的空间环境中,这种振动衰减较慢,影响伸展臂的正常工作。因此,合适的振动控制方法对于伸展臂的正常工作至关重要。本文采用拉绳作为作动器的空间桁架... 伸展臂由于受到空间温度变化和卫星机动动作的影响,不可避免地会产生振动。在阻尼较低的空间环境中,这种振动衰减较慢,影响伸展臂的正常工作。因此,合适的振动控制方法对于伸展臂的正常工作至关重要。本文采用拉绳作为作动器的空间桁架结构伸展臂,研究其作动绳上铰链串联顺序的优化和模型预测控制律的设计,这两部分内容均考虑了作动绳的单边约束和饱和约束。首先,通过ANSYS软件获取结构的模态信息;然后结合系统可控性原理和遗传算法计算出作动绳上铰链串联最优顺序;最后,在数值仿真中,通过设计的控制率对一个由四个单元组成的桁架结构伸展臂的振动控制过程进行仿真分析。结果表明,提出的作动绳串联铰链的方式能够有效抑制伸展臂的振动。 展开更多
关键词 桁架结构伸展臂 绳驱 模型预测控制 振动控制 作动器位置优化
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大跨扶梯钢桁架结构现场加载试验与分析 被引量:1
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作者 常志远 王震宇 +2 位作者 满艺群 王代玉 张辰熙 《低温建筑技术》 2024年第3期84-88,共5页
某商场自动扶梯大跨度钢桁架结构需要检测其在正常使用极限状态下的挠度与应力,该钢桁架水平跨度47.9 m,仅在两端设有支座,整体悬空且最高处离地面35 m。现场难以采用直接堆载方式加载,故提出一种空间加载系统。在桁架节点处悬挂精轧螺... 某商场自动扶梯大跨度钢桁架结构需要检测其在正常使用极限状态下的挠度与应力,该钢桁架水平跨度47.9 m,仅在两端设有支座,整体悬空且最高处离地面35 m。现场难以采用直接堆载方式加载,故提出一种空间加载系统。在桁架节点处悬挂精轧螺纹钢筋,以地下室楼板作为反力装置,利用千斤顶完成加载。首先对加载系统进行承载力、整体稳定及局部稳定验算,采用SAP2000有限元软件对地下室梁板结构进行验算,发现竖向拉力会导致原结构梁板开裂,因此选择在板上堆载的方式以减少拉力对原结构的影响。现场试验结果表明,该加载系统对原地下室梁板结构未造成损害,钢桁架实测挠度和应力情况与原结构设计计算相符。 展开更多
关键词 大跨钢桁架结构 空间加载系统 桁架挠度
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基于BP神经网络的桁架结构损伤识别研究 被引量:2
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作者 冯紫科 杨璐 +1 位作者 柳美玉 李笑林 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第6期41-48,共8页
为分析验证BP神经网络在结构损伤识别定位上应用的有效性,设计了一个桁架结构模型的静力加载试验,通过在桁架结构中更换不同直径的杆件来模拟杆件损伤,并记录其所引起的静力响应;采用ABAQUS分析软件建立了对应的桁架有限元模型,并分析... 为分析验证BP神经网络在结构损伤识别定位上应用的有效性,设计了一个桁架结构模型的静力加载试验,通过在桁架结构中更换不同直径的杆件来模拟杆件损伤,并记录其所引起的静力响应;采用ABAQUS分析软件建立了对应的桁架有限元模型,并分析了该桁架在不同荷载工况下的受力性能与损伤情况;在此基础上建立了用于预测桁架损伤状态的BP神经网络,该网络以有限元分析中桁架结构的荷载和节点位移作为输入参数,桁架杆件的损伤状态作为输出参数,建立了桁架结构杆件损伤状态与荷载、节点位移之间的关系;采用桁架结构模型静力加载试验所得数据对BP神经网络算法的正确性进行验证。结果表明:BP神经网络用于桁架结构杆件的损伤识别定位能够达到较高的精度,可以实现对结构进行实时准确的安全状态评价。 展开更多
关键词 BP神经网络 桁架结构 损伤识别 静力加载试验
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超高净空桁架结构施工技术
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作者 阙荣 苏铠 +2 位作者 雷志强 苏瑞 王乐 《工程建设与设计》 2024年第18期149-151,共3页
结合深圳前海交易广场项目建筑施工作业的实际情况,针对其超高空架空层桁架结构施工的实际需要,对整体施工方案予以优化,确定采用高空散拼工艺进行安装就位。同时,基于选定的方案,对施工阶段临时支撑措施设计、钢结构的吊装与安装顺序... 结合深圳前海交易广场项目建筑施工作业的实际情况,针对其超高空架空层桁架结构施工的实际需要,对整体施工方案予以优化,确定采用高空散拼工艺进行安装就位。同时,基于选定的方案,对施工阶段临时支撑措施设计、钢结构的吊装与安装顺序、钢结构焊接工艺等关键步骤的要点进行详细探讨。施工质量验收结果显示,本次施工的各项指标均符合标准要求。 展开更多
关键词 悬挑桁架结构 钢管混凝土柱 临时支撑措施 悬挑结构逆装法
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体育场钢桁架结构雨棚施工方案研究 被引量:1
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作者 刘天嗣 胡原珲 +2 位作者 吴坤 吴国亮 陈玉翔 《建筑施工》 2024年第2期251-253,共3页
以张掖奥体中心建设项目体育场钢桁架结构雨棚施工为背景,针对每一榀桁架前后端高差较大、尺寸较大、桁架结构跨度较大、现场焊接质量要求高,而天气条件无法保证现场焊接质量的实际情况,对3种吊装施工方案的优劣进行了比选。分别估计了... 以张掖奥体中心建设项目体育场钢桁架结构雨棚施工为背景,针对每一榀桁架前后端高差较大、尺寸较大、桁架结构跨度较大、现场焊接质量要求高,而天气条件无法保证现场焊接质量的实际情况,对3种吊装施工方案的优劣进行了比选。分别估计了3种吊装方案经济效益、需要花费总劳动力、施工进度、安全系数,并利用Topsis+熵权法依照4项指标对方案进行打分,择优选取现场实施的施工方案。方案比选过程中的思考及选定最终施工方案时考虑的因素可为类似项目提供参考。 展开更多
关键词 体育场 桁架结构 Topsis+熵权法 施工方案比选
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某城轨高架车站人行天桥钢桁架结构设计 被引量:1
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作者 李士平 《广东土木与建筑》 2024年第2期94-96,共3页
人行天桥是跨越城市道路的重要通道。以某沿海城市轨道交通高架车站的人行天桥为工程案例,本文从天桥结构选型、静力及动力特性分析、支座选择等几个方面,对人行天桥结构设计进行了分析和总结。人行天桥的钢桁架结构形式利用了大跨度结... 人行天桥是跨越城市道路的重要通道。以某沿海城市轨道交通高架车站的人行天桥为工程案例,本文从天桥结构选型、静力及动力特性分析、支座选择等几个方面,对人行天桥结构设计进行了分析和总结。人行天桥的钢桁架结构形式利用了大跨度结构的特点,满足建筑功能和外观美化的要求,实现建筑与结构设计的合理统一,兼顾桥面行人空间和屋面雨棚需求;同时,根据台风区特点进行优化设计,并合理选用桥梁支座以释放温度应力,并满足设计要求。相关结构设计经验及建议可供类似工程结构设计参考。 展开更多
关键词 城市轨道交通 高架车站 人行天桥 桁架结构 结构设计
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基于几种有限元时域积分法的三角桁架结构位移响应辨识准确性分析
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作者 杨宽信 刘思南 《天津城建大学学报》 CAS 2024年第4期254-260,共7页
本文推导了四种有限元时域积分法,并将其应用于三角桁架结构,进行位移识别响应的计算模拟和准确性分析.采用有限元法分别建立刚度矩阵和质量矩阵,确定时间步长大小,并根据模态叠加法的解来确定不同时域积分法的自由度位移误差计算.结果... 本文推导了四种有限元时域积分法,并将其应用于三角桁架结构,进行位移识别响应的计算模拟和准确性分析.采用有限元法分别建立刚度矩阵和质量矩阵,确定时间步长大小,并根据模态叠加法的解来确定不同时域积分法的自由度位移误差计算.结果显示,通常情况下时间步长系数τ=1/3可以提供最佳的准确性.与其他方法相比,Wooram Kim两阶段显式时域积分法能够保证较高的位移识别准确性,在拐点处呈现小超调量,使其在模拟计算中具有较高的稳定性. 展开更多
关键词 时域积分法 结构动力学 三角形桁架结构 有限元法
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基于ANSYS与C#的圆管带式输送机桁架结构参数化有限元分析系统
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作者 王日龙 刘博林 田杨 《煤矿机械》 2024年第4期181-183,共3页
利用C#编程语言及ANSYS APDL的封装技术开发一套圆管带式输送机桁架参数化有限元分析系统。在可视化人机交互界面输入相关参数后,系统后台自动调用ANSYS软件实现桁架结构的参数化建模及有限元分析。该系统极大地简化了桁架的计算过程,... 利用C#编程语言及ANSYS APDL的封装技术开发一套圆管带式输送机桁架参数化有限元分析系统。在可视化人机交互界面输入相关参数后,系统后台自动调用ANSYS软件实现桁架结构的参数化建模及有限元分析。该系统极大地简化了桁架的计算过程,减少了设计人员的工作量,提高了桁架结构分析的准确性。 展开更多
关键词 ANSYS C# APDL 桁架结构
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基于交错桁架结构的抗震性能设计与有限元模拟验证
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作者 王珏 《广东土木与建筑》 2024年第5期11-16,共6页
近年来,强震频繁发生,对于地震地区的建筑物其抗震性能设计尤为重要。但如今应用广泛的交错桁架结构,抗震性能低无法在地震地区推广使用。针对这一问题,研究提出一种基于两边连接钢板的交错桁架结构,并通过地震反应谱、静力弹塑性分析... 近年来,强震频繁发生,对于地震地区的建筑物其抗震性能设计尤为重要。但如今应用广泛的交错桁架结构,抗震性能低无法在地震地区推广使用。针对这一问题,研究提出一种基于两边连接钢板的交错桁架结构,并通过地震反应谱、静力弹塑性分析与有限元模拟验证来对该结构的抗震性能进行验证。结果表明,随着楼层的增加,试件1和试件2在横轴和纵轴方向上的位移量均呈线性增加的趋势,在整体上较为稳定,没有明显的薄弱层。试件1与试件2在X与Y方向的层间位移角均低于0.004,满足建筑结构设计要求。在有限元验证结果中,有限元计算结果与测验结果基本一致,即抗震性能符合要求。综上,研究提出的两边连接钢板式交错桁架结构具有可行性,能提高交错桁架结构的抗震性能。 展开更多
关键词 交错桁架结构 抗震性能 消能段 塑性设计 有限元模拟
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三向桁架结构体系整体拼装提升施工关键技术研究
12
作者 廖胜贤 《福建建设科技》 2024年第6期97-100,共4页
本文以某机场三向桁架结构屋盖为例,对整体拼装提升施工关键技术进行分析。详细介绍了整体拼装、整体提升、支撑钢柱安装、塔架柱拆除等施工工艺,并结合有限元分析,对整体提升过程中的钢结构受力、变形及提升架处混凝土承载能力进行验... 本文以某机场三向桁架结构屋盖为例,对整体拼装提升施工关键技术进行分析。详细介绍了整体拼装、整体提升、支撑钢柱安装、塔架柱拆除等施工工艺,并结合有限元分析,对整体提升过程中的钢结构受力、变形及提升架处混凝土承载能力进行验算分析,各参数验算结果均满足相关规范要求;同时针对本项目的难点给出了提升过程监测要点。本案例可供行业内同类结构施工参考。 展开更多
关键词 三向桁架结构 整体提升 有限元分析
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智能桁架结构的最佳形状分析
13
作者 张晓友 齐乃明 金永德 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期76-79,共4页
以四主动元的平面拓架结构为对象进行了强度分析,给出了在不同方向载荷作用下的最佳强度曲线和最佳结构形状,为设计最佳的行架结构提供了理论基础.
关键词 智能桁架结构 最佳结构形状 桁架结构 航天器
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随机参数桁架结构的有限元与可靠性分析 被引量:18
14
作者 马洪波 陈建军 +2 位作者 崔明涛 高伟 刘伟 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期103-107,共5页
对随机参数桁架结构在随机荷载作用下的有限元分析方法进行了研究.分别或同时考虑了结构的物理参数、构件的几何尺寸和作用荷载幅值等的随机性;应用代数综合法,对结构位移和应力响应随机变量的数字特征计算表达式进行了推导,进而得到结... 对随机参数桁架结构在随机荷载作用下的有限元分析方法进行了研究.分别或同时考虑了结构的物理参数、构件的几何尺寸和作用荷载幅值等的随机性;应用代数综合法,对结构位移和应力响应随机变量的数字特征计算表达式进行了推导,进而得到结构各响应量的可靠度指标.通过算例表明文中提出的基于概率的随机桁架结构分析与可靠性分析方法的合理性与可行性. 展开更多
关键词 随机参数 随机荷载 桁架结构 有限元 可靠性
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一种桁架结构损伤识别的柔度阵法 被引量:39
15
作者 綦宝晖 邬瑞锋 +1 位作者 蔡贤辉 李桂华 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期42-47,共6页
利用试验获得的一阶模态参数 ,提出了一种桁架结构损伤识别的柔度阵法。应用有限元方法 ,采用柔度阵 ,建立结构振动特征方程。结构损伤后 ,引起柔度阵发生改变 ,从结构振动特征方程出发 ,对柔度矩阵做关于结构物理参数变化量的一阶泰勒... 利用试验获得的一阶模态参数 ,提出了一种桁架结构损伤识别的柔度阵法。应用有限元方法 ,采用柔度阵 ,建立结构振动特征方程。结构损伤后 ,引起柔度阵发生改变 ,从结构振动特征方程出发 ,对柔度矩阵做关于结构物理参数变化量的一阶泰勒展开 ,可以确定结构物理参数的变化量 ,识别结构损伤部位及损伤程度。 展开更多
关键词 柔度阵 桁架结构 模态参数 损伤识别 土木工程结构
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基于层次分解方法的桁架结构形状优化 被引量:18
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作者 隋允康 高峰 +1 位作者 龙连春 杜家政 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期46-51,共6页
对于桁架结构形状优化,应用层次分解优化方法,将设计变量分成杆件截面积和节点位置两类变量。求解时分为两层,第一层在给定节点位置下对杆件截面进行优化,同时考虑了应力、局部稳定约束和位移约束的重量最轻;第二层假定截面层的有效位... 对于桁架结构形状优化,应用层次分解优化方法,将设计变量分成杆件截面积和节点位置两类变量。求解时分为两层,第一层在给定节点位置下对杆件截面进行优化,同时考虑了应力、局部稳定约束和位移约束的重量最轻;第二层假定截面层的有效位移约束作用不变,求解一个使桁架刚度增强的二次规划问题,获得既不违反约束,又使目标函数不上升的新的节点位置,再返回第一层。两层交替进行直至收敛。 展开更多
关键词 桁架结构 分解优化 形状优化
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桁架结构形状优化的粒子群优化算法 被引量:8
17
作者 唐和生 李峰 +2 位作者 王勇 薛松涛 陈镕 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期94-99,共6页
为解决有应力约束、几何约束以及局部稳定性约束的桁架结构的形状优化设计,将粒子群优化(PSO)算法应用于桁架结构的形状优化设计.首先详细介绍了原始PSO算法的基本原理,然后引入压缩因子改进了原始的PSO算法,并提出了合理的参数设置值.... 为解决有应力约束、几何约束以及局部稳定性约束的桁架结构的形状优化设计,将粒子群优化(PSO)算法应用于桁架结构的形状优化设计.首先详细介绍了原始PSO算法的基本原理,然后引入压缩因子改进了原始的PSO算法,并提出了合理的参数设置值.优化计算过程中,综合考虑了节点坐标和截面面积等两类不同性质的设计变量.最后对几个经典问题进行了求解,并与传统的优化算法进行了比较.数值结果表明,改进的PSO算法具有良好的收敛性和稳定性,可以有效地进行桁架结构的形状优化设计. 展开更多
关键词 粒子群优化 优化 形状优化 桁架结构
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基于可靠性的桁架结构拓扑优化设计 被引量:26
18
作者 陈建军 曹一波 段宝岩 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期277-284,共8页
建立了以杆截面为设计变量、结构重量极小化为目标、具有位移、应力等性态可靠性约束的桁架结构拓扑优化设计数学模型.通过引入可靠性安全系数,并利用结构力学的三个基本方程,将结构的位移和杆件应力可靠性约束等价显示化为设计变量... 建立了以杆截面为设计变量、结构重量极小化为目标、具有位移、应力等性态可靠性约束的桁架结构拓扑优化设计数学模型.通过引入可靠性安全系数,并利用结构力学的三个基本方程,将结构的位移和杆件应力可靠性约束等价显示化为设计变量的线性函数,使原基于可靠性的优化模型转化为常规的序列线性规划问题,利用修正的单纯形法求解.算例表明文中提出的方法既简单又有效. 展开更多
关键词 结构可靠性 拓扑优化 桁架结构 数学模型
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航天器发动机推力支架桁架结构的有限元分析与优化设计 被引量:10
19
作者 彭超义 曾竟成 +2 位作者 肖加余 杜刚 杨孚标 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期21-24,38,共5页
对某航天器上的推力支架结构和承载状态进行了分析 ,设计了一系列桁架结构 ,以碳纤维 /环氧复合材料管件作为桁架结构的组成构件 ,采用有限元分析软件Ansys7.0对桁架结构的尺寸进行了优化 ,并优选出桁架质量和载荷相同条件下承载性能最... 对某航天器上的推力支架结构和承载状态进行了分析 ,设计了一系列桁架结构 ,以碳纤维 /环氧复合材料管件作为桁架结构的组成构件 ,采用有限元分析软件Ansys7.0对桁架结构的尺寸进行了优化 ,并优选出桁架质量和载荷相同条件下承载性能最好的桁架结构形式。 展开更多
关键词 航天器 发动机 推力支架 桁架结构 有限元分析 优化设计
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复合形遗传算法在离散变量桁架结构拓扑优化设计中的应用 被引量:14
20
作者 朱朝艳 刘斌 +1 位作者 张延年 郭鹏飞 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2004年第5期6-10,共5页
为了避免在结构拓扑优化过程中杆件和节点的增删带来的奇异解,设计了一些启发式准则来产生结构可能的拓扑结构形式,再采用混合遗传算法———复合形遗传算法进行截面优化。把复合形法嵌入到遗传算法中,利用复合形法对群体中的可行个体... 为了避免在结构拓扑优化过程中杆件和节点的增删带来的奇异解,设计了一些启发式准则来产生结构可能的拓扑结构形式,再采用混合遗传算法———复合形遗传算法进行截面优化。把复合形法嵌入到遗传算法中,利用复合形法对群体中的可行个体和不可行个体分别进行处理,可提高遗传算法种群的质量,有利于最优解的搜索。该方法既有复合形法快速高效的特点,又有遗传算法全局性好的特点。算例的结果表明,该方法用于桁架结构拓扑优化设计是有效的。 展开更多
关键词 离散变量 桁架结构 拓扑优化 复合形法 遗传算法 复合形遗传算法
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