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建筑结构 2014年第24期44卷 9-14页

作者：程煜刘鹏 Dorothee Citerne 刘允博马超殷超奥雅纳工程顾问北京100020

为满足建筑师对北京CBD核心区Z15地块中国尊大楼外形的多方案比选及工程师对结构性能优化的需要,在设计中引入了结构参数化设计。通过对塔楼整体结构体系几何逻辑的定义,结合参数化插件Grasshopper和图形软件Rhinoceros,实现了不同建筑... 详细信息

为满足建筑师对北京CBD核心区Z15地块中国尊大楼外形的多方案比选及工程师对结构性能优化的需要,在设计中引入了结构参数化设计。通过对塔楼整体结构体系几何逻辑的定义,结合参数化插件Grasshopper和图形软件Rhinoceros,实现了不同建筑条件下几何模型的自动化建立。再通过奥雅纳二次开发工具将构件截面尺寸、材料属性、荷载形式及大小等信息赋予图形软件Rhinoceros中的几何单元,并导入GSA,ETABS,SAP2000等软件中,生成计算分析模型。以上模型成果可进一步应用到与建筑和机电专业的信息共享、CAD出图、有限元节点分析和BIM设计之中,实现了短时间内结构性能的优化和整体工作效率的提高。

关键词：中国尊大楼超高层结构参数化设计结构优化结构设计

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基于奇异吸引子与强化学习的隔热纤维截面结构设计

基于奇异吸引子与强化学习的隔热纤维截面结构设计

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作者：牛啟舟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

材料的结构影响材料的性质,人为设计材料的几何形状可以使材料整体具有超越其基体材料本身的性质。传统的材料几何设计方法有基于周期性单元的设计方式,其中包括欧式几何编码方式、数学曲面编码方式、点阵加函数的柔性材料编码方式、基... 详细信息

材料的结构影响材料的性质,人为设计材料的几何形状可以使材料整体具有超越其基体材料本身的性质。传统的材料几何设计方法有基于周期性单元的设计方式,其中包括欧式几何编码方式、数学曲面编码方式、点阵加函数的柔性材料编码方式、基于分形自相似柔性材料编码方式、基于Kirigami方法的编码方式,以及基于拓扑优化的方法。周期性编码方式一般需要大量的前处理,且编码的结构设计空间较小;而拓扑优化方法具有较大的设计空间,同时在设计空间中进行搜索需要大量的算力。本文针对如上问题提出了基于奇异吸引子的结构参数化设计与强化学习优化框架,并且在纤维截面隔热工况下验证方法的可行性。主要研究内容包括:研究基于奇异吸引子多层级孔结构编码方式以及强化学习优化算法。首先提出了一种基于迭代函数系统产生的奇异吸引子的多层级孔结构编码方式,对应的结构有规则的多层级孔结构排列方式,孔结构通过规律的排列方式整体上形成一类网状结构。考虑到迭代函数编码的多孔结构模式太强,本文尝试对迭代函数进行拆解并分别进行旋转角度与平移函数的推广。基于上述参数化编码的多层级孔结构以及Alpha shapes算法提取出的几何信息,提出了两个影响结构导热系数的物理参数,分别为结构的孔隙率与结构孔隙等效半径。结构的孔隙率通过影响结构中空气占比来影响结构的隔热性能,结构孔隙等效半径通过影响结构中孔隙的分布来影响结构的隔热性能。通过有限单元法来验证结构孔隙率对结构导热系数的影响,通过数学证明给出孔隙等效半径对孔隙分布的影响进而建立起孔隙等效半径对结构隔热性能的影响。最后建立基于奇异吸引子的参数化设计框架,并且针对提出的隔热物理参数针对设计参数进行优化。考虑非线性迭代函数产生的奇异吸引子相对其设计参数具有很强的非线性,并且设计参数空间在连续域上,采用强化学习中深度确定性策略梯度算法算法进行结构优化,最终给出优化后结构的孔隙分布以及孔隙率,验证了方法的可行性。

关键词：迭代函数系统奇异吸引子强化学习结构参数化设计

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基于P/E的桁架式臂架结构参数化设计与分析

基于P/E的桁架式臂架结构参数化设计与分析

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作者：邢亮武汉理工大学

学位级别：硕士

随着科学技术和计算机技术的不断发展,先进设计方法已经成为了设计领域研究的重点内容之一。对于机械领域而言,参数化技术和优化技术无疑是实现先进设计方法的关键内容。本文选用桁架式臂架结构,对参数化技术与优化方法进行了研究与探讨... 详细信息

随着科学技术和计算机技术的不断发展,先进设计方法已经成为了设计领域研究的重点内容之一。对于机械领域而言,参数化技术和优化技术无疑是实现先进设计方法的关键内容。本文选用桁架式臂架结构,对参数化技术与优化方法进行了研究与探讨。\n CAD技术的出现为工程设计领域带来了革命,而CAD类软件二次开发技术的出现则推动了先进设计方法的腾飞。本文选用广泛使用的Pro/ENGINEER软件和其二次开发工具Pro/TOOLKIT来实现臂架结构的参数化设计。\n 本文首先介绍了Pro/TOOLKIT的基本知识,以便让大家对Pro/TOOLKIT有一个基本的了解。作为Pro/ENGINEER软件常用的一款二次开发工具,它提供了较为方便的二次开发功能。同时本文就怎么样实现VS2008、Pro/TOOLKIT具和Pro/ENGINEER软件之间的通信做出了一定的介绍。\n 在桁架式臂架的参数化过程中,基本参数的确定是其重要一环。本文在介绍桁架式臂架的金属结构的基础上,对臂架结构的基本参数进行了详细的叙述并推导出了具体的计算公式。然后运用Microsoft Visual Studio2008(VS2008)编写出了臂架设计软件系统,该系统拥有可视化的计算界面,以便于设计人员对臂架结构的设计。\n 在臂架结构设计完毕后,就可以确定在Pro/TOOLKIT程序中所必须的参数了。本文先在Pro/E中创建臂架参数化模型,然后在VS2008的编程环境下,编写Pro/T00LKIT程序,以动态链接库(.dll)的形式实现臂架的参数化设计。设计人员可以通过修改尺寸驱动等条件,实现臂架结构的参数化。在获得臂架参数化模型后,就可以将其导入ansys中进行结构的分析与计算,以确定臂架结构是否符合国家的设计规范。通过对臂架结构的强度、刚度等计算结果的分析,可以发现臂架结构存在较大的优化空间。\n 在传统的优化方法逐渐体现出其缺点后,本文选用一种新颖的神经网络算法——BP神经网络算法来实现臂架结构的优化。在了解优化方法的一些基本情况后,本文就桁架式臂架的优化变量、目标函数、约束条件等进行了详细的介绍,并就一个具体的实例进行了优化的具体的分析。\n 通过对桁架式臂架结构的设计、计算以及优化分析,本人发现如果能开发一款集产品的设计、计算以及优化功能于一体的数字化设计系统,那就会极大的提高产品的设计效率。

关键词：桁架式臂架 Pro/TOOLKIT二次开发工具结构参数化设计计算机辅助设计 BP神经网络算法

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塔柱式折臂旋转伸缩布料机参数化设计与分析

塔柱式折臂旋转伸缩布料机参数化设计与分析

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作者：周恒三峡大学

学位级别：硕士

近些年来，布料机作为混凝土输送的复杂大型工程机械装备，在国内水利水电资源全面发展阶段中得到了广泛应用，使得水电工程的建设速度越来越快，需求量大增。但其结构设计多以传统的经验法和静态设计法为主，结构设计存在局限，使得一... 详细信息

近些年来，布料机作为混凝土输送的复杂大型工程机械装备，在国内水利水电资源全面发展阶段中得到了广泛应用，使得水电工程的建设速度越来越快，需求量大增。但其结构设计多以传统的经验法和静态设计法为主，结构设计存在局限，使得一些布料机存在结构质量大、安全系数偏低、动态性能差等问题。针对这些问题，本文以某型塔柱式折臂旋转伸缩布料机为研究对象，建立参数化有限元模型，并以此展开相关性能分析，然后将现代结构优化设计方法引入到该布料机的结构设计中，在满足结构的强度、刚度以及稳定性约束的条件下，使结构达到动态性能优、质量小的目的，论文的主要内容如下:\n 1．根据该布料机的设计模型，采用通用有限元软件ANSYS的APDL语言建立了该结构的有限元参数化模型，结合该布料机的实际工作情况，对其计算载荷及工况做了详细分析，在此基础上进行了静态分析，得到了结构静刚度、强度的大小及分布情况，并提取分析结果作为多目标优化的约束条件或目标函数。\n 2．对模型进行了动态分析(模态分析和谐响应分析)，通过模态分析，计算得到了结构前八阶固有频率和相应振型；通过谐响应分析，提取对结构动态性能影响最大的固有频率，并作为多目标优化的目标函数之一。\n 3．以重量最小化、第二阶频率最大化等为多目标函数，基于多学科优化设计软件ISIGHT集成ANSYS及精英保留非劣排序遗传算法NSGA—Ⅱ建立联合优化平台，进行多目标优化设计，得到优化结果。\n 4．建立优化后的模型，进行分析验证，相较于初始模型，结果表明优化后的布料机模型结构刚度和强度均有较大提升，重量从初始值48.77T降低到44.10T，优化占比3.8%；第二阶固有频率从初始值1.28HZ增大到1.56HZ，优化占比21.88%，达到了预期的优化效果。\n 本文通过理论分析将现代结构设计方法和计算机技术应用于塔柱式折臂旋转伸缩布料机整体结构设计中，并结合优化软件平台及技术，展开多目标优化。通过对比分析优化前后的结果，验证了优化方法的有效性，为提高布料机的结构设计提供了一条新的设计途径，具有一定的学术意义和迫切的现实需求，对布料机的发展具有重要的工程实际价值。

关键词：混凝土输送塔柱式折臂旋转伸缩布料机结构参数化设计有限元模型

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北京CBD核心区Z15地块中国尊大楼结构设计和研究

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建筑结构 2014年第24期44卷 1-8页

作者：刘鹏殷超程煜朱岩松刘允博吴海李夏杨名流刘浩李振兴奥雅纳工程顾问北京100020

北京CBD核心区Z15地块中国尊大楼是目前世界上8度抗震设防烈度区的在建的最高建筑,建筑高度为528m,体型呈中国古代用来盛酒的器具"尊"的形状。为满足结构抗震与抗风的技术要求,中国尊在结构上采用了含有巨型柱、巨型斜撑及转... 详细信息

北京CBD核心区Z15地块中国尊大楼是目前世界上8度抗震设防烈度区的在建的最高建筑,建筑高度为528m,体型呈中国古代用来盛酒的器具"尊"的形状。为满足结构抗震与抗风的技术要求,中国尊在结构上采用了含有巨型柱、巨型斜撑及转换桁架的外框筒以及含有组合钢板剪力墙的核心筒,形成了巨型钢-混凝土筒中筒结构体系。为配合建筑外轮廓,结构设计使用了BIM技术特别是结构参数化设计和分析手段,满足了建筑功能的要求,达到了经济性和安全性的统一。

关键词：中国尊大楼超高层巨型结构巨型柱结构参数化设计

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涡轮无螺栓挡板的参数化设计

涡轮无螺栓挡板的参数化设计

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第十三届发动机结构强度振动学术会暨中国一航材料院50周年院庆系列学术会议

作者：栾永先罗贵火南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

介绍涡轮无螺栓挡板结构参数化设计方法,为涡轮无螺栓挡板结构设计提供了简便、快捷的途径.利用Visual Basic及APDL语言对ANSYS进行二次开发,实现无螺栓挡板的参数化校核过程;利用Visual Basic对AutoCAD进行二次开发,可以将校核合格的... 详细信息

介绍涡轮无螺栓挡板结构参数化设计方法,为涡轮无螺栓挡板结构设计提供了简便、快捷的途径.利用Visual Basic及APDL语言对ANSYS进行二次开发,实现无螺栓挡板的参数化校核过程;利用Visual Basic对AutoCAD进行二次开发,可以将校核合格的模型直接生成工程图纸.参数化设计技术的运用将大大提高无螺栓挡板结构设计的速度和质量。

关键词：航空发动机无螺栓挡板结构结构参数化设计二次开发 ANSYS

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