检索结果-内蒙古大学图书馆

网壳等空间结构广泛应用于体育场馆、火车站、航站楼等大型土木结构中,其在地震、台风等突发作用下的垮塌事故时有发生。为了保证结构在突发事件作用下的安全性,提高结构的整体受力性能,需对结构的鲁棒性能进行研究。结构冗余度是鲁棒性的重要内容,反映了局部破坏对结构整体性能的影响,同时也体现了构件在结构中的重要性。构件间的冗余度差异是构件在结构中的作用和其对结构抗倒塌性能贡献不同的集中反映,若结构冗余度分布不均衡,在局部构件发生破坏后极易引起不成比例的结构倒塌破坏。本文以结构构件的冗余度为基础,利用优化算法,通过优化构件截面,降低构件间的冗余度差异,以达到提高结构整体受力性能和鲁棒性的目的。为降低构件间冗余度的差异,同时控制结构材料用量,基于敏感性冗余度计算理论,以构件截面尺寸为变量,以构件间冗余度差值和结构重量为最小为目标,采用遗传算法优化构件的截面尺寸,使结构具备良好的整体受力性。本文主要研究了结构冗余度的分析方法、基于冗余度的结构优化措施及其在大型网壳结构尺寸优化中的应用等。主要研究内容与行文思路为:首先,论述了研究结构冗余度与鲁棒性的重要性,指出结构冗余度优化在维护结构安全上的重要意义,并介绍了结构鲁棒性研究、抗震设计和结构优化等方面的研究现状,以及本文的主要研究内容、关键问题、研究方法与思路。其次,基于敏感性分析,以结构杆件截面面积为参数,详细推导了结构响应对该参数的敏感性,并建立了结构冗余度的评价指标。在此基础上分析了平面桁架、星形网壳等结构在静载作用下的冗余度分布。然后,介绍了遗传算法的基本理论,以及结构冗余度优化的目标函数、约束条件的构建和结构冗余度的优化过程,以平面桁架和星形网壳为例,用Matlab编制的遗传算法程序对其进行了结构冗余度的优化。结果表明通过结构冗余度遗传优化,可以实现结构冗余度均衡分布、改善结构的整体受力性能和鲁棒性。随后,将基于遗传算法的结构冗余度优化方法应用于大跨空间结构,以肋环型网壳、凯威特网壳为例,采用有限元软件对结构优化前后的受力性能进行模拟分析,结果表明基于结构响应敏感性的冗余评价化方法、结构冗余度的遗传优化策略在大跨空间结构的冗余度优化上是可行的,通过优化杆件截面面积减小杆件间的冗余度差异,能有效改善,使结构的薄弱部位得到加强,从而提高结构的抗倒塌性能。最后是结论与展望,概述了全文的主要研究结论,指出冗余度优化指标的计算、优化模型的构造和研究层面上的不足。研究结果表明:本文采用的结构冗余度遗传优化策略可以通过自动搜索杆件截面尺寸对结构冗余度进行优化,减小杆件间的冗余度差异,实现结构受力模式的优化,从而实现结构冗余度的优化控制,保证结构在局部杆件失效状态下的安全性;通过优选杆件截面面积,可以充分发挥结构材料的作用,补强结构关键杆件,提高结构整体性能;基于结构响应敏感性的结构冗余度优化方法,可以实现结构在荷载作用下的失效过程控制,提高结构的整体鲁棒性能。

关键词：网壳结构响应敏感性冗余度优化遗传算法模拟分析

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平面和空间机构运动学分析中若干问题的研究

平面和空间机构运动学分析中若干问题的研究

引用

作者：王品北京邮电大学

学位级别：博士

平面机构和空间机构的运动学研究是机器人机构学研究领域的热点和难点之一。本文以平面基本运动链（巴氏桁架）和冗余度7R机器人的运动学问题为研究对象，对其求解模型、算法理论和求解过程等方面进行了研究，给出了一些新的方法，得到... 详细信息

平面机构和空间机构的运动学研究是机器人机构学研究领域的热点和难点之一。本文以平面基本运动链（巴氏桁架）和冗余度7R机器人的运动学问题为研究对象，对其求解模型、算法理论和求解过程等方面进行了研究，给出了一些新的方法，得到了一些新的结论，并将其运用于解决实际问题之中。主要的研究内容和创新成果如下：（1）针对9杆巴氏桁架不同的拓扑结构，采用不同的代数消元法，解决了全部9杆巴氏桁架的位置分析问题。其中第25种9杆巴氏桁架的位置分析，单独使用Sylvester结式消元法完成。根据向量之间的关系，降低结式中变量的幂次，得到无增根的一元46次封闭方程。第30，31，32和25种9杆巴氏桁架的位置分析，采用Dixon结式结合Sylvester结式消元法分两步完成。使用Dixon结式消元法对约束方程中的3个方程消去了2个变量后，跟剩余的一个含有2个变量的方程使用Sylvester结式消元法得到一元高次方程，完成其位置分析。第33种9杆巴氏桁架的位置分析，单独使用Dixon结式消元法完成。消元过程中对4个约束方程直接构造含有一个变量的22×22行列式，展开行列式后，得到一元高次方程;在求其它变量的过程中去掉增根，完成其位置分析。（2）使用吴方法完成了一种7杆巴氏桁架及相关6杆9副Assur组的位置分析。按照吴方法的消元步骤经过多次循环求出非线性方程组的特征

关键词：巴氏桁架位置分析结式消元法吴方法 7R冗余度机器人位置逆解冗余度优化参数标定

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基于模糊方法的系统可靠性分配

引用

系统工程理论与实践 2000年第8期20卷 79-82,113页

作者：王浩庄钊文国防科技大学ATR国家重点实验室湖南长沙410073

在系统设计初期 ,由于设计方案尚未定型 ,系统的可靠性指标以及相关的重量、体积、费用等限制都不十分明确 ,在这种情况下 ,要进行可靠性分配和冗余度优化 ,即可引入模糊方法 ,一方面用以刻划设计目标和限制条件中所存在的模糊不确定性 ... 详细信息

在系统设计初期 ,由于设计方案尚未定型 ,系统的可靠性指标以及相关的重量、体积、费用等限制都不十分明确 ,在这种情况下 ,要进行可靠性分配和冗余度优化 ,即可引入模糊方法 ,一方面用以刻划设计目标和限制条件中所存在的模糊不确定性 ,另一方面解决混合整数多目标非线性优化的数学建模问题 .本文根据上述实际背景 ,提出一种改进的模糊优化算法 ,利用该算法可以在满足多个不确定限制条件的情况下对串联系统各组成单元的可靠度及冗余度同时进行优化 ,并通过改进 ,借鉴了经典优化方法的优点 ,可在计算简便的基础上保证结果的精度 .本文最后给出了具体的计算实例 .

关键词：模糊方法可靠性分配冗余度优化系统设计

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