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机械与建筑工程
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基于SMSA算法的单层球面网壳结构优化设计1)
【关键词】 单纯形模拟退火;优化;单层球面网壳
【出   处】 2018年 1期
【收   录】 中国学术期刊网
【作   者】 高占远1,鹿晓阳2
【项   目】 暂不属于基金项目
【单   位】
【摘   要】   摘要:提提出了应用SMSA(Simulated Simplex-annealing,单纯形模拟退火)算法对单层球面网壳进行优化设计的方法,以网壳的总造价为目标函数,取杆件截面面积和节点体积作为优化
正文

  表1 不同跨度网壳优化计算结果 跨度

/ 网壳荷载

/ 网格数 失高

/ 耗钢量/ 造价/ 环向 径向 文献[5] 本文 文献[5] 本文 25 2.5 6 5 4.0 9.03 8.89 122.53 120.63 30 2.5 6 5 4.0 10.63 10.41 130.15 127.46 40 2.5 6 5 4.0 10.75 10.52 129.35 126.58 表2 不同失高网壳优化结果 跨度

/ 网壳荷载

/ 网格数 失高

/ 耗钢量/ 造价/ 环向 径向 文献[5] 本文 文献[5] 本文 25 2.5 5 4 3.0 8.72 8.64 113.70 112.66 5 4 4.0 9.15 9.08 118.97 118.06 30 2.5 6 5 4.0 10.63 10.36 130.15 126.84 6 5 4.0 11.16 11.05 135.98 134.64 40 2.5 7 4 5.0 12.47 12.24 143.72 141.07 7 4 7.0 15.39 15.25 169.91 168.36 5 结论

  (1)SMSA算法将单纯形与模拟退火算法的优点有机的结合起来,既提高了局部搜索效率,又具有一定的全局收敛性。本文对算法中参数选择进行了探讨,算例表明本文对参数选取的改进是可行和有效的。使其应用于单层球面网壳结构优化设计成为可能。

  (2)通过计算实例与文献的优化结果相对比,在满足强度、刚度、稳定性的条件下,SMSA算法在网壳结构优化设计中可以得到较好的优化结果。

  (3)因单层网壳的杆件大多数为受压杆,而且杆件受到长细比的要求限制,因此当网壳的跨度和失高其中任一个增大时,其结构总造价就会提高

  参考文献:

  [1] 王丰,王兴泰,于万瑞.改进模拟退火算法及其在电阻率图象重建中的应用[J].长春科技大学学报,

  1999,29(2):175~178 .

  [2] 王凌.智能优化算法及其应用[M].北京:清华大学出版社,2001.

  [3] 项宝卫,胡永良,凌塑勇.桁架形状优化设计的模拟退火算法[J].力学与实践,2006,28(6):46~50.

  [4] 杨若黎,顾基发.一种高效的模拟退火全局优化算法[J].系统工程理论与实践,1997,17( 5):29~35.

  [5] 方有珍,王秀丽,朱彦鹏.凯威特型单层球面网壳的优化设计[J].甘肃工业大学学报,1999,25(3):

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