Geiger型索穹頂結構預應力與截面協(xié)同優(yōu)化方法對比分析.pdf

1、索穹頂結構相異于傳統(tǒng)結構，其受力性能的特殊性使其有較好的傳力效率，而索穹頂結構設計主要是針對結構的整體預應力、各桿件截面積、結構形狀進行優(yōu)化。利用多學科優(yōu)化軟件Isight與有限元軟件ANSYS聯(lián)合優(yōu)化求解，以Isight為主控程序調(diào)用ANSYS進行非線性有限元分析，對索穹頂進行優(yōu)化。
　　以平衡矩陣理論為基礎，結合整體可行預應力的概念，利用Matlab軟件編程，得到Geiger索穹頂結構的自應力模態(tài)，進而求得其整體可行預應力，并

2、利用ANSYS分析計算，驗證程序的準確性。
　　運用H-J直接搜索法和ASA自適應模擬退火法，對Geiger索穹頂進行最低預應力水平和最小結構質(zhì)量的單目標優(yōu)化，運用NSGA-Ⅱ、改進的分層優(yōu)化方法對索穹頂結構以最小預應力水平和最小結構重量為目標進行多目標優(yōu)化，對比分析單目標優(yōu)化與多目標優(yōu)化的結果，以及雙目標優(yōu)化中，不同優(yōu)化方法的結果，闡明不同優(yōu)化方法的適用范圍。
　　論述非歸一化多目標優(yōu)化的原理，并且介紹了AMGA法、NCG

3、A法、NSGA-Ⅱ、MOPSO法等四種多目標優(yōu)化算法的原理和優(yōu)化流程，以最低結構自重及最大結構剛度為目標進行雙目標優(yōu)化，對比分析四種方法的優(yōu)化過程以及優(yōu)化結果，得出不同評判標準下各方法之間的優(yōu)劣，為多目標優(yōu)化方法的選取提供依據(jù)。
　　考慮三種不同靜力荷載工況，對Geiger索穹頂結構，以最小預應力水平和最小結構重量為目標進行多目標優(yōu)化，獲得考慮最不利工況的索穹頂結構最優(yōu)設計結果。
　　利用DOE試驗設計方法，運用拉丁超立方設