斜拉橋索力優(yōu)化的matlab和ansys仿真

Odette

2013年1月7日 12:33

matlab和ansys聯(lián)合仿真的原理在論壇中有較多的介紹，此處不在贅述。直接以邵旭東教授等編著的《橋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算》的一例子來(lái)說(shuō)明斜拉橋索力優(yōu)化的matlab和ansys聯(lián)合仿真的可行性。
書中相應(yīng)的計(jì)算理論見(jiàn)原書p540-550。或參考郭鐘群等人的論文《基于可行域法的斜拉橋索力優(yōu)化》。
算例描述如下：

書中和該論文對(duì)算例采用了可行域法來(lái)確定索力。本貼也將采用該法。
計(jì)算的基本原理：采用matlab為主控程序，編制優(yōu)化算法程序，將ansys計(jì)算得到的彎矩作為約束條件返回給matlab優(yōu)化程序。
目標(biāo)函數(shù)：彎曲應(yīng)變能
約束條件：彎矩在可行域內(nèi)，具體表達(dá)式見(jiàn)原書。
利用懲罰函數(shù)將約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題。
新的目標(biāo)函數(shù)：懲罰函數(shù)=彎曲應(yīng)變能+彎矩懲罰項(xiàng)
優(yōu)化方法：遺傳算法
首先，建立有限元模型如下：

matlab輸出結(jié)果：

即三索索力T1，T2，T3分別為 3137.819072011635 3303.436908252255 5114.168292024851KN，最小彎曲應(yīng)變能為3.491895730000000e+004。
索與主梁相交的三個(gè)截面的彎矩可行域?yàn)椋?br>截面1：md11 = 3.0973e+005 md21 = -2.6617e+006
截面2：md12 = -2.2499e+005 md22 = -2.6221e+006
截面3：md13 = -1.7047e+006 md23 = -1.8241e+006
三個(gè)截面的彎矩分別為： -2046378.2063 -1675845.4513 -1737980.5069
可見(jiàn)，彎矩全部落入可行域。
書中計(jì)算得到的T1=3307.400 T2=3620.100 T3=5418.100kN。
下面進(jìn)行比較分析。
以T1=3307.400 T2=3620.100 T3=5418.100kN代入有限元模型，進(jìn)行受力分析。

主梁應(yīng)變能為 35202.9857，比本貼采用遺傳算法優(yōu)化后的應(yīng)變能3.491895730000000e+004要大。
因此，若以主梁彎曲應(yīng)變能最小為目標(biāo)，本貼結(jié)果更優(yōu)

登錄后免費(fèi)查看全文

立即登錄