本文關(guān)鍵詞： 薄壁加筋結(jié)構(gòu) 屈曲承載力 加筋布局優(yōu)化 漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化 多島遺傳算法　出處：《北京工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：薄壁板殼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于工程實際之中，這種結(jié)構(gòu)所用的材料不多，但卻具有較大的承載能力。薄壁結(jié)構(gòu)受載時常在未發(fā)生強度破壞就已發(fā)生失穩(wěn)破壞，對其進行加筋可以有效提高其屈曲承載力。本文依據(jù)板殼結(jié)構(gòu)線性屈曲和非線性屈曲理論，利用有限元分析方法，對加筋板和加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)進行了穩(wěn)定性研究及優(yōu)化設(shè)計。主要研究內(nèi)容如下： (1)基于加筋板結(jié)構(gòu)有限元分析技術(shù)與漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化(ESO)方法思想，提出一種易于實現(xiàn)的優(yōu)化策略并建立優(yōu)化模型，通過結(jié)構(gòu)屈曲分析與漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)單元“影響度”的計算以及拓?fù)鋬?yōu)化工作的漸進，為實現(xiàn)ESO方法解決結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化問題提供了一種較為簡便的方法；研究了加筋平板的筋條分布，以屈曲承載力最大為目標(biāo)，對受面內(nèi)載荷的平板進行加筋布局優(yōu)化，獲得了加筋板在多種載荷下的筋條最優(yōu)布局。 (2)以加筋圓柱殼屈曲承載力最大為目標(biāo)，以縱向筋與環(huán)向筋筋條數(shù)目、蒙皮厚度以及筋條截面尺寸為設(shè)計變量，建立了加筋圓柱殼等體積下屈曲承載力最大的優(yōu)化設(shè)計模型。采用ISIGHT多島遺傳算法與ANSYS APDL建立協(xié)同優(yōu)化工作流程，實現(xiàn)了優(yōu)化模型的求解。 (3)考慮結(jié)構(gòu)缺陷的影響，通過對不同加筋數(shù)量的加筋圓柱殼進行非線性屈曲分析。得出結(jié)論：以特征值屈曲承載力作為優(yōu)化目標(biāo)所得的優(yōu)化結(jié)果并非加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)真實承載力的最優(yōu)解，線性屈曲承載力最大的加筋圓柱殼非線性屈曲承載力并非最大。
[Abstract]:Thin-walled plate-shell structure is widely used in engineering practice. The material used in this structure is not much, but it has a large load-bearing capacity. The thin-walled structure often has instability failure without strength failure. Reinforcement can effectively improve the buckling capacity. Based on the theory of linear buckling and nonlinear buckling of plate and shell structure, the finite element analysis method is used in this paper. The stability and optimization design of stiffened plate and stiffened cylindrical shell are studied. The main contents are as follows: 1) based on the idea of finite element analysis and progressive structural optimization (ESO) method for stiffened plate structure, an easy to implement optimization strategy and an optimization model are proposed. By means of structural buckling analysis and progressive structural optimization algorithm, the calculation of the "degree of influence" of structural elements and the asymptotic work of topology optimization are realized. It provides a simple and convenient method to solve the structural topology optimization problem by ESO method. In this paper, the distribution of stiffened plates is studied. With the aim of maximum buckling capacity, the stiffened plates subjected to in-plane loads are optimized, and the optimum layout of stiffened plates under various loads is obtained. (2) the maximum buckling capacity of stiffened cylindrical shells is taken as the objective, the number of longitudinal and circumferential stiffeners, the thickness of skin and the section size of stiffened cylindrical shells are taken as design variables. The optimal design model for the maximum buckling capacity of stiffened cylindrical shells in equal volume is established. The ISIGHT multi-island genetic algorithm and ANSYS APDL are used to establish the cooperative optimization workflow. The optimization model is solved. 3) considering the influence of structural defects. The nonlinear buckling analysis of stiffened cylindrical shells with different number of stiffeners is carried out. The results obtained by using the eigenvalue buckling capacity as the optimization objective are not the optimal solutions of the real bearing capacity of stiffened cylindrical shells. The nonlinear buckling capacity of stiffened cylindrical shells with the largest linear buckling capacity is not the largest.
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU33

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本文編號：1454745