稳定型悬索桥有限元分析(附ANSYS命令) -中国道桥网

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资料名称:	稳定型悬索桥有限元分析(附ANSYS命令)
资料大小:	5,039,615(字节)
上传用户:	wangweiloving
上传时间:	2012/11/11
资料类别:	教育考试
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2006年硕士论文

本论文在现有悬索桥研究成果的基础上，尤其是稳定型悬索桥研究成果的基础上，针对稳定型悬索桥如何进行合理设计的难点问题，结合桥的结构形式及受力特点，应用非线性有限元理论与结构优化理论相结合的方法，先运用ANSYS通用软件实现了对桥的静动力有限元分析，进一步提出实现求解稳定型悬索桥结构优化问题的分析策略，借助ANSYS的优化设计功能实现了桥的静力优化计算，并对优化前后的静动力特性进行了对比研究，得到了有实际意义的结果。
结合稳定型悬索桥的结构形式及受力特点，对缆索、倒缆索和吊杆、倒拉杆采用空间杆单元模拟;对加劲梁和索塔采用空间梁单元来模拟;以此建立由索塔、缆索、倒缆索、吊杆、倒拉杆和加劲梁组成的整桥空间分析有限元模型。
利用大型通用软件ANSYS强大的非线性有限元分析功能及优化设计功能，采用ANSYS参数化设计语言APDL，采用连续设计变量的优化方法，同时考虑结构的几何非线性，从以下三个层次和方面入手对稳定型悬索桥进行优化:一是稳定型悬索桥成桥前阶段，也即普通悬索桥的形成阶段，建立普通悬索桥的参数化模型，以缆索的初张力、吊杆长度和吊杆的初张力为设计变量，以缆索、吊杆、加劲梁和塔的应力限值以及吊杆的张拉力尽量均匀等为约束，使普通悬索桥承受作用于跨中的最大的200kN活载时，整个桥梁的变形最小为优化的目标，通过这一阶段的优化，便可确定在稳定型悬索桥成桥时的缆索的初张力、吊杆长度和吊杆的初张力;二是稳定型悬索桥成桥阶段，即设置倒缆索和倒拉杆形成稳定型悬索桥的阶段，将前一阶段优化后的缆索的初张力、吊杆长度和吊杆的初
张力输入稳定型悬索桥的参数化模型中，再以倒缆索的初张力、倒拉杆长度和倒拉杆的初张力为设计变量，以吊杆、倒拉杆尽量均匀的张拉力和缆索、倒缆索、吊杆、倒拉杆、·加劲梁和塔的应力限值为约束，使稳定型悬索桥承受自身恒载作用时，即不承受作用于跨中的最大的200k卜活载时，整个桥梁的变形最小为目标进行优化;三是稳定型J悬索侨的全局优化，参考前面两个阶段的优化结果，可以确定缆索的初张少.‘!}汗长度和吊杆的初张力以及倒缆索的]]i张力、倒拉杆长度和倒拉杆的初张力等的初始值，以及这些变量的的一个比较合理的范围，然后便可对稳定型悬索桥进行更加全面的优化，以将稳定型悬索桥中比较关键的因素都纳入优化的范畴中。因此，在优化的过程中，以桥塔高度、倒缆索的锚固点位置和缆索的初张力、吊杆长度和吊杆的初张力以及倒缆索的初张力、倒拉杆长度和倒拉杆的初张力为设计变量，以吊杆、倒拉杆尽量均匀的张拉力和缆索、倒缆索、吊杆、倒拉杆、加劲梁和塔的应力限值为约束，使稳定型悬索桥承受自身恒载作用时，整个桥梁的变形最小为目标进行优化。通过以上各个阶段的优化，从而使稳定型悬索桥能够达到一个较优的状态。
关键词:稳定型悬索桥ANSYS几何非线性参数化建模优化设计