基于隔離非線性的阻尼器高效優(yōu)化設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-08-02 02:30
近年來,國(guó)內(nèi)外地殼運(yùn)動(dòng)活躍,地震頻發(fā),阻尼器的設(shè)計(jì)與使用越來越多地出現(xiàn)在既有結(jié)構(gòu)加固改造和新建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。隨著抗震設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制理論的不斷發(fā)展,消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。各國(guó)抗震規(guī)范均對(duì)阻尼器的計(jì)算模型、設(shè)計(jì)方法、技術(shù)規(guī)程作出了相關(guān)規(guī)定。此外,在阻尼器設(shè)計(jì)方面,國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了直接基于位移、能力譜和能量等的設(shè)計(jì)方法,在阻尼器的優(yōu)化布置與參數(shù)優(yōu)化方面,國(guó)內(nèi)外學(xué)者將包括遺傳算法在內(nèi)的智能算法引入消能減震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域。但是上述方法或是將阻尼器等效線性化,或需進(jìn)行大量的時(shí)程分析,無法兼顧準(zhǔn)確性與設(shè)計(jì)效率。隔離非線性方法作為一種高效的非線性分析方法,避免了傳統(tǒng)計(jì)算方法中對(duì)結(jié)構(gòu)剛度矩陣的實(shí)時(shí)更新與分解,迭代時(shí)僅需對(duì)一個(gè)代表局部非線性行為的小規(guī)模Schur補(bǔ)矩陣進(jìn)行分解,可顯著提高非線性分析效率;诖,本文開展了如下研究工作:(1)總結(jié)與介紹隔離非線性方法基本理論。以基于纖維梁?jiǎn)卧亩鄬涌蚣芙Y(jié)構(gòu)為例,介紹隔離非線性方法的基本思想和靜力、動(dòng)力計(jì)算流程,并建立多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)算例,將其與Abaqus傳統(tǒng)有限元方法進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證隔離非線性方法的有效性。(...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 消能減震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀
1.3 隔離非線性方法研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究?jī)?nèi)容
2 隔離非線性法基本理論
2.1 彈塑性分解
2.2 控制方程
2.2.1 靜力控制方程
2.2.2 動(dòng)力控制方程
2.3 方程求解
2.4 數(shù)值驗(yàn)證
2.4.1 數(shù)值模型
2.4.2 結(jié)果分析
2.5 本章小結(jié)
3 隔離非線性消能減震結(jié)構(gòu)計(jì)算方法
3.1 位移型阻尼器
3.1.1 計(jì)算模型
3.1.2 控制方程
3.1.3 計(jì)算流程
3.2 速度型阻尼器
3.2.1 計(jì)算模型
3.2.2 控制方程
3.2.3 計(jì)算流程
3.3 數(shù)值算例
3.3.1 位移型阻尼器算例
3.3.2 速度型阻尼器算例
3.4 本章小結(jié)
4 阻尼器參數(shù)高效優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
4.1 遺傳算法簡(jiǎn)介
4.2 改進(jìn)的基于種群可行性的阻尼器參數(shù)約束優(yōu)化遺傳算法
4.2.1 阻尼器參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
4.2.2 基于種群可行性的遺傳算法
4.3 阻尼器高效優(yōu)化設(shè)計(jì)流程
4.4 本章小結(jié)
5 阻尼器參數(shù)高效優(yōu)化設(shè)計(jì)算例
5.1 工程概況
5.2 地震波選取
5.3 設(shè)計(jì)方案及優(yōu)化參數(shù)設(shè)置
5.4 結(jié)果分析
5.4.1 優(yōu)化結(jié)果分析
5.4.2 效率分析
5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于算法復(fù)雜度理論的擬力法計(jì)算效率評(píng)價(jià)[J]. 李鋼,賈碩,李宏男. 計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]基于擬力法的鋼支撐非線性滯回行為模擬[J]. 靳永強(qiáng),李鋼,李宏男. 工程力學(xué). 2017(10)
[3]基于擬力法的纖維梁有限元非線性分析方法[J]. 李鋼,余丁浩,李宏男. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2016(09)
[4]阻尼器在我國(guó)重大工程中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 戴吉,李春祥. 四川建筑科學(xué)研究. 2014(03)
[5]基于遺傳算法的偏心結(jié)構(gòu)粘滯阻尼器優(yōu)化布置研究[J]. 烏蘭,李愛群,沈順高. 工程抗震與加固改造. 2014(02)
[6]消能減震結(jié)構(gòu)附加金屬消能器的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法[J]. 翁大根,楊凱,張超. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[7]附加黏滯阻尼器減震結(jié)構(gòu)實(shí)用設(shè)計(jì)方法研究[J]. 翁大根,張超,呂西林,彭林海,徐斌,丁孫瑋,周紅衛(wèi). 振動(dòng)與沖擊. 2012(21)
[8]一種新的約束優(yōu)化遺傳算法及其工程應(yīng)用[J]. 吳華偉,陳特放,黃偉明,許炳,胡春凱. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(02)
[9]基于種群個(gè)體可行性的約束優(yōu)化進(jìn)化算法[J]. 梁昔明,龍文,秦浩宇,李山春,閻綱. 控制與決策. 2010(08)
[10]一種求解約束優(yōu)化問題的遺傳算法[J]. 梁昔明,秦浩宇,龍文. 計(jì)算機(jī)工程. 2010(14)
博士論文
[1]隔離非線性有限元法及在RC結(jié)構(gòu)抗震分析中的應(yīng)用[D]. 余丁浩.大連理工大學(xué) 2019
[2]結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的遺傳算法研究和應(yīng)用[D]. 唐文艷.大連理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]基于擬力法的鋼框架結(jié)構(gòu)地震易損性分析及優(yōu)化[D]. 岳小筌.大連理工大學(xué) 2018
[2]消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的比較研究[D]. 陳廷君.同濟(jì)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3316706
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 消能減震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀
1.3 隔離非線性方法研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究?jī)?nèi)容
2 隔離非線性法基本理論
2.1 彈塑性分解
2.2 控制方程
2.2.1 靜力控制方程
2.2.2 動(dòng)力控制方程
2.3 方程求解
2.4 數(shù)值驗(yàn)證
2.4.1 數(shù)值模型
2.4.2 結(jié)果分析
2.5 本章小結(jié)
3 隔離非線性消能減震結(jié)構(gòu)計(jì)算方法
3.1 位移型阻尼器
3.1.1 計(jì)算模型
3.1.2 控制方程
3.1.3 計(jì)算流程
3.2 速度型阻尼器
3.2.1 計(jì)算模型
3.2.2 控制方程
3.2.3 計(jì)算流程
3.3 數(shù)值算例
3.3.1 位移型阻尼器算例
3.3.2 速度型阻尼器算例
3.4 本章小結(jié)
4 阻尼器參數(shù)高效優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
4.1 遺傳算法簡(jiǎn)介
4.2 改進(jìn)的基于種群可行性的阻尼器參數(shù)約束優(yōu)化遺傳算法
4.2.1 阻尼器參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
4.2.2 基于種群可行性的遺傳算法
4.3 阻尼器高效優(yōu)化設(shè)計(jì)流程
4.4 本章小結(jié)
5 阻尼器參數(shù)高效優(yōu)化設(shè)計(jì)算例
5.1 工程概況
5.2 地震波選取
5.3 設(shè)計(jì)方案及優(yōu)化參數(shù)設(shè)置
5.4 結(jié)果分析
5.4.1 優(yōu)化結(jié)果分析
5.4.2 效率分析
5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于算法復(fù)雜度理論的擬力法計(jì)算效率評(píng)價(jià)[J]. 李鋼,賈碩,李宏男. 計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]基于擬力法的鋼支撐非線性滯回行為模擬[J]. 靳永強(qiáng),李鋼,李宏男. 工程力學(xué). 2017(10)
[3]基于擬力法的纖維梁有限元非線性分析方法[J]. 李鋼,余丁浩,李宏男. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2016(09)
[4]阻尼器在我國(guó)重大工程中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 戴吉,李春祥. 四川建筑科學(xué)研究. 2014(03)
[5]基于遺傳算法的偏心結(jié)構(gòu)粘滯阻尼器優(yōu)化布置研究[J]. 烏蘭,李愛群,沈順高. 工程抗震與加固改造. 2014(02)
[6]消能減震結(jié)構(gòu)附加金屬消能器的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法[J]. 翁大根,楊凱,張超. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[7]附加黏滯阻尼器減震結(jié)構(gòu)實(shí)用設(shè)計(jì)方法研究[J]. 翁大根,張超,呂西林,彭林海,徐斌,丁孫瑋,周紅衛(wèi). 振動(dòng)與沖擊. 2012(21)
[8]一種新的約束優(yōu)化遺傳算法及其工程應(yīng)用[J]. 吳華偉,陳特放,黃偉明,許炳,胡春凱. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(02)
[9]基于種群個(gè)體可行性的約束優(yōu)化進(jìn)化算法[J]. 梁昔明,龍文,秦浩宇,李山春,閻綱. 控制與決策. 2010(08)
[10]一種求解約束優(yōu)化問題的遺傳算法[J]. 梁昔明,秦浩宇,龍文. 計(jì)算機(jī)工程. 2010(14)
博士論文
[1]隔離非線性有限元法及在RC結(jié)構(gòu)抗震分析中的應(yīng)用[D]. 余丁浩.大連理工大學(xué) 2019
[2]結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的遺傳算法研究和應(yīng)用[D]. 唐文艷.大連理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]基于擬力法的鋼框架結(jié)構(gòu)地震易損性分析及優(yōu)化[D]. 岳小筌.大連理工大學(xué) 2018
[2]消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的比較研究[D]. 陳廷君.同濟(jì)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3316706
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