基于CAE技术的两阶段结构优化设计方法

利用CAE技术，对一受集中荷载作用的矩形板依次进行拓扑设计和尺寸优化的计算与分析，最后得到给定条件下的合理结构。研究结果表明，拓扑优化与尺寸优化相结合的结构系统优化设计方法，是解决具有较少目标的结构优化问题的一种有效方法。     

结构优化技术在桥梁工程中的应用实例

简要介绍了结构优化技术在工程领域的应用方向,分析了结构优化技术在桥梁结构中应用困难的原因,简要叙述了实际桥梁结构优化问题的求解技术.分别介绍了钢拱桥尺寸优化研究实例和组合梁桥拓扑优化应用实例,实例展示了优化的目标、实现手段及基本流程,并给出了最终的优化结果,可为中国桥梁工程师提供参考.     

基于拓扑优化的电动游览车车身优化设计

利用基于有限元法的拓扑优化技术设计车身骨架的拓扑结构。经过对优化前后车身骨架结构的比较，达到了车身轻量化的设计目标。     

基于拓扑优化的重型卡车车架概念设计研究

1前言 拓扑优化以数学规划为理论基础。运用最优化数学理论,以计算机和应用软件为工具,在充分考虑多种设计约束的前提下通过计算,能够使材料在给定的空间中优化得到最优的分布和形状。拓扑优化的最大特点是能在结构拓扑形状未定的情况下，     

基于拓扑优化的减速器箱体结构性能分析

针对目前减速器箱体结构设计主要依赖工程师经验、开发周期长、材料冗余等问题，提出了一种适用于箱体结构优化的拓扑优化方法，解决了拓扑优化方法难以应用于箱体外部肋板结构的问题；将拓扑优化与箱体结构性能分析相结合，研究拓扑优化对强度、刚度、模态的影响，为后续箱体优化奠定了基础。结果表明：拓扑优化可以在减轻箱体总质量的同时有效改善箱体结构性能，并有效简化箱体结构，为进一步的NVH优化提供更多优化设计空间。     

某重型商用车板簧支架拓扑优化设计

根据折衷规划法相关理论,建立板簧支架多工况拓扑优化模型,在工程约束下对结构进行拓扑优化设计。首先,对建模过程中用到的材料插值模型、折衷规划法进行讨论,根据实际问题选择适当的模型模拟相关问题;随后,对已有设计方案进行有限元分析,了解结构在四种工况下的性能;之后,利用Hyperworks进行板簧支架多工况拓扑优化设计,并完成模型重构;最后,对重构模型进行性能分析,验证其是否满足工程需求。结果表明:利用折衷规划法进行拓扑优化设计,可同时满足结构在多个工况下的设计需求,实现结构轻量化设计。     

基于渐进结构优化算法的桥梁找型工作研究

通过介绍结构拓扑优化方法的基本理论,详细阐述了渐进结构优化算法的原理和优化过程.通过编制基于渐进结构优化算法的ANSYS拓扑优化程序,求解了二维平面的拓扑优化问题.研究表明,通过渐进结构优化算法,可以帮助设计人员选出结构合理且富启发性的桥梁结构形式,具有良好的应用前景.     

基于拓扑优化的桥梁结构选型

将拓扑优化的方法应用于桥梁造型的研究中,特别是对于桥塔、锚碇、墩台这些能够强烈的表现出力感,同时又对造型要求很高的构件来讲是非常有意义的,也是非常必要的。通过对优秀桥梁及建筑结构以及国内外设计思路的分析,阐述了拓扑优化方法的原理及其在桥梁结构选型中的适用性。     

基于HyperWorks发动机支架的拓扑优化设计

1引言 结构拓扑优化又称结构布局优化，是一种根据载荷、约束及优化目标寻求结构材料最佳分配的优化方法。结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式，根据结构的类型和形式、工况、材料和规范所规定的各种约束条件（如强度、刚度、稳定、构造要求等），提出优化的数学模型（目标函数、约束条件、设计变量），然后根据优化设计理论和方法求解优化模型，以获得最佳的静力或动力等性态特征。结构优化设计集计算力学、数学规划、计算机科学以及其他工程学科于一体，     

基于可靠度分析的桥梁耐久性评估

运用可靠度分析方法，以桥梁结构服役状态下材料性能的劣化为出发点，对结构的承载能力耐久性进行了分析。Monte Carlo模拟方法的运用，将桥梁的实际检查结果与结构分析紧密地结合起来。通过高次(五十万次)模拟，数据分布表现出了很好的规律性和重复性一在建立材料性能劣化模型的情况下，该种方法可以作为桥梁生命周期成本管理系统的基础，为桥梁养护、管理优化提供依据。     

斜拉桥成桥索力优化方法研究综述

为了深化对斜拉桥成桥索力优化问题的认识，系统回顾斜拉桥成桥索力优化方法的研究进展与代表性研究成果；在将斜拉桥成桥索力优化方法分为指定结构状态的优化方法、弯曲能量（弯矩）最小法、数学优化方法、影响矩阵法、分步优化方法的基础上，根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则阐述各类方法的求解思路与优化过程，并总结各类方法的特点、适用范围以及局限性；探讨斜拉桥成桥索力优化领域的未来发展趋势。研究结果表明：指定结构状态的优化方法其优化目标明确，力学概念清晰，计算方便，但无法兼顾主梁和桥塔的受力和变形，很难获得全局合理的结果，目前仅用于初定斜拉桥成桥状态；弯曲能量最小法的目标函数综合考虑了主梁和桥塔的受力与变形，体现了索力优化的本质特征，能够获得较为合理的优化结果，但在不添加任何约束条件时所得结果仍需进行后续调整，目前也多用于初定斜拉桥成桥状态；数学优化方法可根据不同类型斜拉桥的结构特点选择目标函数、约束条件与优化算法，所得结果也可兼顾斜拉桥各个构件的受力和变形，适用性较强，智能优化算法因其较好的全局收敛性、通用性和便于并行处理等特点，使得其在斜拉桥成桥索力优化乃至结构优化设计领域中的应用越来越广泛；影响矩阵是建立索力与目标函数关系的纽带，是一种综合的索力优化工具，但它需要在明确优化目标与约束条件的前提下求解；分步优化方法融合了多种优化方法的优势，可根据不同类型斜拉桥的受力和变形要求，分步骤选择不同方法全面优化斜拉桥的成桥索力；为适应斜拉桥大跨径化、主梁纤细化以及结构体系多样化的发展趋势，探索针对性或普适性更强的成桥索力优化方法、斜拉桥成桥状态与施工状态耦合优化、将更多优秀的智能优化算法应用于斜拉桥索力优化以及将数学优化算法与有限元程序进行嵌入式融合等问题均是该领域未来的发展方向。     

基于影响矩阵和粒子群算法的异形斜拉桥调索

斜拉桥的合理成桥索力的确定是斜拉桥设计和施工中的关键环节,获取符合条件的初索力是建立桥梁的有限元模型、完成施工阶段的分析和施工索力监测的基础。异形斜拉桥的结构相对比较复杂,其受力特点不同于常规的斜拉桥,传统的迭代法或具有不适用性,且迭代法需要进行多次试算,过程较为繁琐。粒子群算法可以高效便捷地得到合理的成桥状态,实现索力优化的自动化和智能化。为验证结合粒子群算法的索力优化方法的可行性,以某异形斜拉桥项目为背景,建立三维有限元模型,结合影响矩阵法和粒子群算法编MATLAB程序对桥梁斜拉索的初始索力进行求解,并与传统迭代法的优化结果进行比较,验证该方法的可行性。结果表明：传统迭代法在优化结构较复杂的异形斜拉桥时具有局限性,基于影响矩阵和粒子群算法的索力优化方法能够用来自动化求解结构较为复杂的异形斜拉桥的初始索力群,优化过程简便、高效。     

无焊接重载交通钢桁架桥设计

针对施工技术有限、工期紧张条件下的重载交通桥梁设计,提出无焊接钢桁架桥方案。全桥采用栓接,消除了传统桁架结构焊接次内力降低结构承载力的弊端;通过杆件截面布置方式的调整使结构内力分布均衡。可为同类结构的设计提供参考。     

混凝土桥面沥青铺装结构的剪切分析

车辙和推移是混凝土桥面沥青铺装结构的主要破坏形式之一,一方面是由于行车荷载作用下沥青层内产生较大的剪应力而引起沥青铺装层的塑性流动而逐渐形成车辙;另一方面是沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而引起的推移、拥抱等剪切破坏。试图通过三维有限元的计算方法,考虑荷载的非均匀分布,系统分析层间接触条件不同时,不同铺装层结构组合时的剪应力响应。分析显示,非均布荷载和层间接触条件对铺装层结构的剪应力有很大影响,合理的材料设计和结构组合对沥青混凝土桥面铺装具有重要意义。     

灌浆法处理公路桥台搭板脱空试验研究

本文通过分析运行状态下的高速公路的特殊性,提出了灌浆法处理公路搭板脱空的关键技术问题是如何在限制工艺和材料用量的条件下实施灌浆方案。通过室内材料试验得到了相对经济的灌浆材料配方,通过灌浆现场试验得到了可行的灌浆工艺和检测方法。现场试验的处理效果说明了所采用材料配方、工艺的可行性及合理性。     

简支组合梁桥的设计分析

为了详细阐述简支组合梁桥的设计流程,以某座跨径为40 m的简支组合梁桥为例,利用Midas有限元分析软件对该桥的施工过程及使用过程进行模拟.主要对比分析模型建立精度及施工方案对结构受力的影响,以及材料优化对结构轻型化设计的益处.结果表明:钢梁底板加劲肋对底板受力情况有较大的影响.在建立模型时,建议对加劲肋进行模拟.设置临时支撑能有效改善钢梁的受力,但同时会大幅度地增大混凝土桥面板的压应力.合适的施工方案和优化材料的结合能使结构设计轻型化,有效地减少工程材料用量.     

宽幅异形钢板组合梁的设计与研究

以丰台火车站东侧立交专用匝道宽幅异形钢板组合梁桥为研究对象，从结构优化和安全设计两方面对组合梁桥进行分析，以桥梁结构安全性与经济性为原则，提出最优设计方案。在有限元软件中，采取刚臂连接模拟剪力钉设置，结合混凝土桥面板和工字形钢主梁，建立全桥整体模型；通过调整中横梁设置个数、改变支座平面布置方式，优化桥梁结构设计；根据桥梁实际受力情况，分析桥梁结构在常态下钢主梁的刚度、承载能力、屈曲稳定和疲劳应力情况。结果表明：在满足结构使用安全的情况下，减少中横梁数量，会增加结构应力，降低稳定安全系数；宽幅异形钢板组合梁受混凝土收缩影响明显，外侧支座容易脱空，优化支座布置显得尤为重要；在正常使用状态下，钢板组合梁外侧主梁刚度较小，变形明显，应力较大，最早容易出现屈曲失稳，且受疲劳荷载影响较为敏感。     

山区高速铁路简支梁与长联连续梁适宜性研究

经过多年的发展，通过自主研究、引进消化吸收再创新，我国高速铁路技术得到了快速的发展。根据2016年国务院审议通过的《中长期铁路网规划》，在我国中西部广大地区，将新建多条山区高速铁路。对于山区客运专线铁路，当线路跨越长段沟谷地段时，需采用多个高墩跨越沟谷，多跨简支桥或长联连续梁桥是可供选择的桥梁结构型式之一，需对这种地形条件下的桥梁结构适宜性进行研究。为确定经济合理的桥梁结构型式，通过对比分析长联连续梁与简支结构的受力特点，并结合贵广、成贵等高铁桥梁设计经验，提出了不同联长条件下的桥梁设计原则及解决措施，可为山区高速铁路桥梁设计建造提供参考。     

矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化研究

在研究一般斜拉桥成桥索力优化方法的基础上,针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,依据影响矩阵调值原理,提出了以结构整体弯曲能量最小为目标、以主梁主塔单元的弯矩和轴力以及部分关键节点的位移为约束条件的矮塔混凝土斜拉桥索力优化方法。应用MIDAS/CIVIL2010＂未知荷载系数＂模块,对某混凝土矮塔斜拉桥实际工程进行成桥索力优化。分析结果表明,此种方法可以方便得到满足设计要求的合理成桥索力。     

中山一桥钢桥面铺装结构设计优化

中山一桥是横跨广东省中山市区岐江水道的一座大桥,全长741.42m,主桥采用30m+100m+30m空间组合箱梁拱桥。在原设计基础上,进一步分析了中山一桥的使用环境条件,借鉴国内外钢桥面铺装的工程经验,提出相应的结构设计优化方案、材料技术要求、施工工艺流程和施工质量控制措施等,并在工程中实施。