基于鲁棒性的自由曲面结构优化设计研究

摘要：

由于造型复杂、受力不明确,自由曲面的形状、拓扑难以确定,保证其安全性能难度较高.为此,以结构非线性H∞鲁棒性指标为目标,以非均匀有理B样条法的曲面控制点坐标以及划分单元的厚度为优化变量,采用差分演化算法对曲面形状进行力学微调优化,并求解自由曲面形状和材料分布联合优化设计问题,得到最优的曲面形状和拓扑构型.结果表明,差分演化算法具有较强的寻优能力,通过优化调整曲面的形状和材料分布,可大幅提高曲面的鲁棒性和刚度,改善结构的受力性能.通过六角星形穹顶结构的非线性屈曲分析,阐述了鲁棒性指标与应变能指标的联系和区别,表明鲁棒性指标能够较好地反映结构的屈曲过程、表征破坏后果,采用鲁棒性指标进行自由曲面的优化设计可以确保结构的安全性.

关键词：自由曲面结构、参数化曲面创建方法、结构鲁棒性、形状微调、材料分布、联合优化

所属期刊栏目：35

分类号：TU311.4(建筑结构)

在线出版日期：2014-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：153-158