基于遗传算法的港口布局优化

针对武钢工业港铁矿石布局问题采用遗传算法进行仿真优化计算,提出了换位交叉方法,避免了不可行解的产生,仿真优化结果符合生产实际情况。     

考虑二阶效应梁柱瞬态分析的传递矩阵法

压弯构件承受较大轴力时,其表现出的明显的二阶效应直接影响结构刚度及动力特性,为计算计及二阶效应的梁柱结构的瞬态响应,提出了一种传递矩阵方法.该方法采用Newmark-β法,对考虑二阶效应的Euler-Bernoulli梁的动力偏微分方程进行时域离散,将其变换为常微分方程,并利用常数变易法对微分方程进行求解,得到位移增量在连续空间内的解析解.结合传递矩阵法的基本原理,推导了离散时间瞬态分析的增量传递矩阵格式,给出了计及二阶效应的梁柱结构瞬态响应的计算方法.算例计算结果表明,在计算精度相同的情况下,所提出的方法的计算效率是ANSYS的3.57倍,并可方便地对移动荷载作用下结构的动力响应进行求解.      

制造业物流缓存区布局优化

为了解决制造业物流缓存区布局不合理导致的搬运费用增加和物料供应不顺畅问题,提高物料供应效率,以总搬运量最小为目标,以物料搬运矩最小和缓存区内各作业单位之间邻接关联度最大为约束条件,建立了改进的物流缓存区布局优化模型.用改进的遗传算法求出该模型的优化解.算例结果表明:叉车平均工作效率达到82.75%、卸货位的平均效率达到84.74%.     

物流园区布局优化模型及其求解算法研究

在分析物流节点配置内涵的基础上,提出了考虑物流园区规模经济以及物流需求不确定情况下的物流园区布局优化模型.针对该模型的特点,提出了基于扩展网络最小费用流的混合遗传算法.为了验证上述模型和算法的有效性,在Visual C++6.0环境下进行了数值仿真实验.结果表明,该算法是解决考虑规模效应以及需求不确定的物流园区优化布局模型行之有效的算法.     

利用遗传算法的结构优化设计

利用遗传算法,首次提出"取刚架截面形状和尺寸规格为设计变量,结构体积为目标函数,求全局最优解"这一优化模型.通过对各个计算环节的研究,确立了可行的计算方法,编制计算程序,并以算例证明该方法的有效性.     

基于遗传算法的氰酸酯树脂生产车间布局优化研究

车间设备布局的优劣,直接决定生产效率和经济效益,为达到在较短的时间内确定复杂布局的优化设计,通过遗传计算思想求解该问题。以氰酸酯树脂生产车间布局为研究对象,分析树脂生产工艺流程,以车间内生产物流费用最小为目标建立优化数学模型,通过编程实现遗传算法,得到优化后的布局方案,优化结果验证了算法的有效性。     

不锈钢点焊车体结构稳定性分析及局部焊点布局优化

为研究不锈钢点焊车体结构的失稳性问题,首先创建某不锈钢点焊地铁车车体结构有限元模型;在EN12663-2010标准提供的压缩载荷作用下,对车体结构进行稳定性分析,指出车体发生屈曲失稳的部位;然后,对车体失稳部位进行局部结构改进并利用子结构技术和变密度法对车体局部焊点进行布局优化;最后,基于焊点优化结果更新车体模型中的焊点布置,并重新进行稳定性分析,结果表明:车体失稳部位的屈曲因子大于1.5.     

空间刚架结构钢-混结合段的力学性能

为了研究某高速铁路空间刚架结构钢-混结合段的力学性能及传力机理,对其进行了1∶2大比例节段模型试验及非线性有限元分析.对试验模型分别进行正常使用极限状态与承载能力极限状态加载,测试主要构件的应力、变形分布及其随加载历程的变化;结合非线性有限元分析,探讨了结合段传力构件之间的荷载分配关系.研究结果表明:钢-混结合段钢结构、混凝土结构及PBL键贯穿钢筋的应力水平较低;钢结构与混凝土之间相对滑移量较小,二者能协同受力;结合段内混凝土、钢板、剪力键等均处于弹性工作阶段,且应力分布均匀,具有较高的安全储备;钢-混结合段能有效传力,承压板和剪力键各自分担50%的荷载,荷载分配较合理.      

考虑剪切变形和二阶效应的变截面构件的计算

同时考虑剪切变形和二阶效应来解析计算杆件的临界力,是求解变系数临界微分方程的难题。本研究采用有限元法推导了变截面单元刚度矩阵。采用三次Hermite插值函数和三次拉格朗日插值函数来计算单元内的弯曲变形和惯性矩变化。采用线性插值函数来计算单元内的剪切变形和截面面积变化。利用最小势能原理对总势能进行变分,系统给出了计入弯曲变形、剪切变形以及轴力二阶效应的变截面构件单元刚度矩阵。最后,用自编的有限元程序对算例进行验证。研究结果表明:本算法的计算精度较高,还可分析二阶位移放大系数以及变截面门式刚架立柱之间的支援作用。     

考虑UIC强度准则的轨道车轮辐板渐进结构拓扑优化方法

为了提高轨道车轮的结构性能, 利用渐进结构拓扑优化方法(ESO)建立了轨道车轮的结构优化模型; 以双S型轨道车轮为设计蓝本, 分析了轨道车轮的辐板设计域, 提出了轨道车轮在多工况作用下的渐进结构拓扑优化方法; 介绍了利用渐进结构拓扑优化方法实现结构应力均匀化的优化思路; 根据《整体车轮技术检验》(UIC 510-5:2003)标准, 分别考虑了轨道车轮在直线工况、曲线工况和道岔通过工况, 不仅获得这3种典型工况共同作用下的拓扑优化结构, 而且还获得了3种典型工况依次作用下的6种拓扑结构; 对比了优化前后车轮辐板的应力, 并利用有限元工具验证了优化后车轮的辐板应力特性, 证明渐进结构拓扑优化方法的正确性和有效性。研究结果表明: 利用渐进结构拓扑优化方法对轨道车轮的拓扑优化是适用的; 在车轮质量不增加的前提下, 优化后车轮辐板的厚度增加且不等厚, 有效地减小应力集中, 降低结构应力; 对比原双S型车轮, 优化后6种车轮模型的结构性能均有所提升, 分别提高了16.6%、20.7%、22.5%、21.3%、20.1%和19.5%, 其中, 方案3的优化车轮在3种工况下辐板处的最大结构应力分别降低了4.0%、14.5%和6.7%。研究有助于轨道车轮结构强度的提高, 并对多工况耦合作用下轨道车轮结构优化具有重要的参考价值。     

预应力连续刚构桥施工空间仿真分析

箱梁桥是一个空间的结构受力体系,因承受拉、压、弯、剪和扭等的复合作用,其结构变形和受力情况十分复杂,在大跨P.C.连续刚构桥中表现得尤为显著.通过对ANSYS程序进行二次开发,实现了重庆合川白果渡嘉陵江大桥主桥施工全过程的空间仿真分析,这对深入认识该类桥的实际受力情况意义重大.     

预应力连续刚构桥施工空间仿真分析

箱梁桥是一个空间的结构受力体系,因承受拉、压、弯、剪和扭等的复合作用,其结构变形和受力情况十分复杂,在大跨P.C.连续刚构桥中表现得尤为显著.通过对ANSYS程序进行二次开发,实现了重庆合川白果渡嘉陵江大桥主桥施工全过程的空间仿真分析,这对深入认识该类桥的实际受力情况意义重大.     

斜腿刚构桥几何布局的优化设计

采用数学规划的方法从静力和动力两方面对斜腿刚构桥的几何布局进行优化设计。静力优化设计的优化目标是截面截面应力平方均值最小，动力优化设计的优化目标是结构自振周期平方和最小。采用了直接搜索法寻优。通过算例可知，这两种优化设计方法均可行，且均为刚性设计。     

连续刚构桥行波效应分析

以采用MIDAS建立一座5跨连续刚构桥的有限元计算模型,分析其动力特性以及考虑行波效应下的地震响应,并对比了一致激励下的地震响应结果。     

曲线连续刚构桥的结构分析

结合具体工程实例,对曲线连续刚构桥进行结构分析.结果表明:“弯-扭”耦合现象使得曲线连续刚构桥的受力性能与直线桥有明显差异.对小半径、大跨径的曲线刚构桥,有必要对其进行空间结构分析,以更好了解结构的实际受力性能;对半径和跨径比本桥更接近于直线的桥梁,将其简化成直线桥设计,仍然具有很强的理论基础.     

既有独柱墩连续刚构桥加固措施及效果分析

上部结构抗倾覆能力差的缺陷逐渐在既有独柱墩桥梁中显现.依托某实际工程,通过病害调查、静力荷载试验等方式对该桥的既有状态进行评估,结果表明该桥由于施工质量不良造成既有承载能力不满足规范要求;针对该桥的具体情况通过增设墩顶钢抱箍、增加悬臂钢横梁的方式提高结构的承载能力及抗倾覆能力.经计算,加固后的桥梁承载能力及抗倾覆能力大...     

多跨连续刚构桥的结构分析

以旧县2号特大桥为例,进行了结构的静力分析和动力分析,参照现行JTGD62-2004规范进行了成桥阶段各项指标验算,计算表明：通过预应力钢束的合理优化,实现了全预应力混凝土设计的要求。自振特性分析结果表明动力性能良好。研究成果对多跨连续刚构桥有一定的借鉴意义。     

高墩连续刚构桥稳定性分析

针对高墩连续刚构桥突出的稳定性问题展开研究,重点介绍第一类稳定问题,提出将稳定性问题转化为求其特征值．并应用于工程实例中,计算结果与实际吻合得比较好,保证了工程的顺利进展。     

既有刚架混凝土拱桥时变可靠性分析

为了研究抗力衰减函数系数、荷载横向分布系数和荷载增长系数对服役期间的刚架混凝土拱桥可靠度的影响,将抗力衰减函数系数、荷载横向分布系数和荷载增长系数视为随机变量,对结构的可靠性进行了分析.结果表明荷载横向分布系数和荷载增长系数对结构可靠性的影响较大,抗力按不同的规律衰减导致结构的可靠指标降低趋势表现出不同的规律,因此应根据结构的实际服役环境来确定抗力的衰减规律,从而利用可靠指标的变化规律对结构制定合理、经济的养护维修及加固方案.     

大跨连续刚构桥施工过程分析

大跨径连续刚构桥通常采用悬臂浇筑法施工.建立某大跨连续刚构桥的有限元模型,采用正装计算法对其施工过程进行模拟分析,得到了各个施工阶段的应力结果,可为同类桥梁的设计和施工提供参考.