基于拓扑优化的H型钢梁腹板截面轻量化设计
基于连续体结构拓扑优化变密度法,以相对单元密度为设计变量,体积分数为约束条件,结构应变能最小化为优化目标,对静力荷载作用下的H型钢梁腹板截面进行了拓扑优化研究.通过对优化后的结构进行几何重构,获得一种新型腹板开孔钢梁.与传统圆形开孔梁和六边形开孔梁相比,在用钢量相同的情况下,新型开孔梁的应力分布更为均匀,屈服荷载也有较大提高.采用不同跨高比、不同腹板高厚比、不同开孔参数讨论了腹板设计参数对优化结果的影响.研究表明:随着开孔的增大,结构屈服荷载逐渐降低;腹板开孔形式对结构失效模式有较大影响,随着开孔的增大,梁的失效模式分别呈现出整体失稳破坏、局部剪切破坏、腹板受剪屈曲破坏、腹板孔洞连接处的塑性强度破坏.
SIMP插值模型、H型截面钢梁、拓扑优化、应变能、变密度法
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TU391(建筑结构)
国家自然科学基金;江西省自然科学基金;江西理工大学青年英才支持计划项目
2022-10-13(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
共9页
2275-2283