大型钢结构室内吊桥的吊杆索力测试分析及参数优化研究

发布时间：2018-06-22 17:23

  本文选题：吊桥 + 索力测试　； 参考：《合肥工业大学》2015年硕士论文

【摘要】：本文在现有吊桥研究成果的基础上,总结了索力测试常用的几种方法,并对运用较多的频率法进行了深入研究。文中推导了频率法弦理论与两端铰支的欧拉梁理论的索力计算公式,并运用频率法对蚌埠博物馆钢结构吊桥的竖向吊杆进行了测试分析。论述了结构优化设计理论,并介绍了其基本理论、三大要素及相应的数学模型。文中还概述了基于有限元软件ANSYS的参数化建模方法及其优化理论,其中详细介绍了零阶优化理论和一阶优化理论。利用ANSYS的参数设计语言APDL建立参数化模型,并在调整吊杆数量和位置的基础上,应用ANSYS一阶优化方法,将吊杆的初始张拉力和截面积作为设计变量,以吊杆的应力作为状态变量,以所有吊杆的总体积作为目标函数来对吊桥吊杆进行优化设计。通过ANSYS软件的优化分析,得到优化模型。然后分别对优化前后的模型进行静力分析、模态分析及瞬态分析,并根据各自的分析结果,比较吊桥优化前后的状态。结果显示,结构优化后受力更加合理,且具有更优的经济指标。
[Abstract]:Based on the existing research results of suspension bridge, this paper summarizes several common methods of cable force measurement, and makes a deep study on the frequency method. In this paper, the calculation formulas of cable force of frequency string theory and Euler beam theory with two ends hinged are derived, and the vertical suspenders of steel suspension bridge of Bengbu Museum are tested and analyzed by frequency method. This paper discusses the theory of structural optimization design, and introduces its basic theory, three elements and corresponding mathematical models. The parametric modeling method based on finite element software ANSYS and its optimization theory are also summarized in this paper. The zero order optimization theory and the first order optimization theory are introduced in detail. The parametric model is established by using the parameter design language APDL of ANSYS. On the basis of adjusting the number and position of the suspenders, the initial tension and cross-sectional area of the suspenders are taken as the design variables by using the first order optimization method of ANSYS. The stress of the suspension rod is taken as the state variable and the total volume of all the suspenders is taken as the objective function to optimize the design of the suspension rod of the suspension bridge. Through the optimization analysis of ANSYS software, the optimization model is obtained. Then, static analysis, modal analysis and transient analysis of the model before and after optimization are carried out, and according to their analysis results, the state of suspension bridge before and after optimization is compared. The results show that the force is more reasonable and has better economic index after structural optimization.
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U448.25;U442

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本文编号：2053566