一、一种新的集成非线性杆件单元刚度矩阵的方法（论文文献综述）
乔发杰[1]（2021）在《基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法》文中提出梁构件是一种重要的结构元件,在汽车制造、土木工程和航空航天等领域都有广泛的应用。在工程实践中,梁构件在外载荷的作用下会产生较大的变形,需要使用非线性分析方法,因此,非线性梁结构一直是工程界和学术界广泛研究的课题。本文以大变形梁的仿真分析算法为研究对象,提出基于冯卡门大变形理论的等几何梁求解算法,用于梁结构在大变形、大转动情况下的力学分析。论文的主要研究内容如下:（1）提出大变形梁的等几何分析列式算法,构造了无转动自由度的等几何梁列式。基于欧拉梁理论和冯卡门大变形假设,推导得到了二维和三维框架梁结构的几何大变形列式。采用样条函数精确描述梁结构几何构型,适用于曲梁结构的仿真分析,同时避免了传统有限元分析的网格生成前处理过程,提高了计算精度。（2）基于更新的拉格朗日增量方法,构造了非线性梁结构的求解格式。在结构变形过程中,基于共旋坐标系,构造样条几何描述下的坐标系变换算法和位移、应力和应变的迭代更新算法,有效的提高了其非线性求解的收敛性。（3）编写完成自主可行的大变形等几何梁求解模块,通过算例验证了求解模块的有效性。将本文算法计算结果与商用有限元仿真软件ABAQUS计算结果进行对比验证,证明了本文算法的有效性。基于等几何分析的梁单元可以由较少自由度的计算模型,得到与传统有限元分析方法相同精度的结果,在求解效率上优于有限元方法。本文提出了基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法,并完成了相应软件模块的编制。本文算法可有效地解决大变形梁结构的仿真分析问题,为梁结构模拟提供自主可行的仿真工具。
齐哲[2]（2021）在《超高层建筑结构弹塑性动力时程分析程序D-SAP持续开发》文中研究表明弹塑性动力时程分析程序D-SAP自2014年完成基础平台搭建以来,先后开发和集成了常用的17种材料本构、30余种结构单元类型和多种加速与迭代算法,已被用作多座超高层结构的动力全过程分析。但随着分析需求的增加,在以下几个方面需要进一步完善。一是D-SAP中的材料以一维、二维混凝土和钢筋材料为主,单元多以纤维梁柱单元、壳单元等宏观单元为主,缺少建筑结构精细化建模所需要的三维弹塑性钢材、混凝土材料模型和弹性实体单元类型。二是随着近年来参数化结构设计概念的兴起,要求结构分析软件应具有参数化建模、分析的能力,而D-SAP与参数化的结合还不够紧密。针对以上两点需求,本文开展的主要工作内容如下:（1）向D-SAP中集成了多个二维平面应力单元和三维实体单元。采用合适精度的Hammer和Gaussian数值积分方法计算单元刚度矩阵,在充分了解D-SAP模块化架构和有限单元理论的基础上,完成了5个二维平面应力单元（CPS3、CPS4、CPS6、CPS8、CPS4I）和5个三维实体单元（C3D4、C3D10、C3D8、C3D20、C3D8I）在D-SAP的集成。其中CPS4I和C3D8I两种非协调元可在不增加外部节点的情况下解决双线性单元CPS4单元和C3D8单元“剪切闭锁”的问题。使用悬臂梁在横向力作用下的算例验证了10种实体单元的计算精度。（2）向D-SAP中集成了钢材和混凝土三维弹塑性实体材料。对于钢材弹塑性材料,根据钢材混合硬化情况下的率本构方程推导了一致切线刚度的表达式,给出了径向返回算法的实施的流程;将双线性随动硬化的拐点光滑处理,结合Chaboche随动硬化和等向硬化形成了两种三维钢材混合硬化材料。对于混凝土弹塑性材料,基于Grassl提出的混凝土塑性损伤模型绘制了塑性返回部分和损伤计算部分的流程图,编写了适用于DSAP架构的三维混凝土塑性损伤材料代码。通过与理论或实验对比验证了两种材料代码的正确性。（3）参考D-SAP文本建模与分析命令流格式实现了二次开发工具（API）,并在此基础上建立了与参数化软件Grasshopper的接口。使用COM组件技术和活动模板库实现了132个API函数,可用于在Visual Studio平台上通过“编程建模”进行D-SAP的建模和分析。结合API函数和Grasshopper电池开发模板先后开发了节点、材料、截面、单元、分析等D-SAP电池,通过PC框架的参数化建模、分析过程展示了建筑几何模型到结构模型的转换细节和D-SAP电池的使用方法。
孙一喆[3]（2021）在《带随机缺陷的K6型铝合金网壳稳定性分析及承载力预测》文中提出网壳作为一种典型的空间结构形式,以其独特的结构特性在大跨度结构中应用广泛。近些年来,在传统钢网壳的基础上又诞生了铝合金网壳,本文以此为研究背景,通过对近万例K6型铝合金网壳算例进行模拟分析,着重研究了矩形管截面铝合金网壳的非线性屈曲行为,并针对结构中可能存在的随机初始缺陷问题进行了讨论,对随机缺陷的影响进行了量化说明,文末基于神经网络提出了一种针对带缺陷网壳承载力预测的网络模型。本文主要研究内容与结论如下:（1）对多个不同参数的完善矩形管截面铝合金网壳进行线性与非线性屈曲分析,结果表明其线性屈曲失稳模式可分为顶部失稳型、底部失稳型和整体失稳型三种,非线性屈曲失稳模式可分为底部失稳型、主肋失稳型和斜杆区失稳型三种。（2）节点安装偏差对矩形管截面铝合金网壳结构的非线性稳定承载力影响显着,而通过进一步研究发现,竖向的节点安装偏差对结构更为不利,水平向的节点安装偏差虽然对结构也会造成影响,但远没有竖向显着,针对该规律采用构形易损性理论进行了解释说明。（3）推导了考虑杆件初弯曲所对应的坐标变换公式,建立了考虑杆件初弯曲的矩形管截面铝合金网壳模型并对其进行非线性屈曲计算,结果表明在本文所讨论的初弯曲限值内,杆件初弯曲对结构稳定承载力的影响远小于节点安装偏差所带来的影响,且二者共同作用时节点安装偏差对结构稳定承载力起到控制作用。（4）针对随机过程中样本数目过多,缺陷网壳相对于完善网壳的承载力折减程度无法定量描述的问题,本文基于所得散点数据的统计规律,提出可采用双参数Weibull分布来进行量化表示,通过计算所得的样本值拟合了所需的形状参数与尺度参数,并以概率论为基础建立了相应的折减系数计算方法。（5）针对矩形管截面铝合金网壳承载力公式难以推导与描述的问题,本文提出可采用人工神经网络进行规律拟合,进而采用训练完毕的网络对已知参数的结构进行承载力预测,研究结果表明通过大量样本数据的训练与学习,所得网络具有较高的预测精度,可以作为一种计算网壳承载力的快捷方法。（6）为了将本文的研究手段和方法进行延伸和拓展,研发了一款参数化网壳建模插件Shell Builder和两款交互式缺陷引入插件Node Imperfection和Bending Bar,三款插件使得所研究问题可以多样化,为进一步深入探究多类问题提供技术支持。
孙宝印[4]（2020）在《高层建筑结构地震弹塑性分析的精细数值子结构方法》文中研究说明高层结构在极端荷载作用下,尤其是强震作用,关键构件破坏失效可能引发整体结构连续倒塌,造成重大的经济损失和人员伤亡。我国是一个地震频发的国家,对于高层结构的地震动力灾变机理与强震弹塑性分析研究具有重要意义。目前,有限元数值模拟是高层结构地震动力灾变研究最有效的方法,但受到两方面因素制约:一是规模庞大的结构非线性分析计算效率极低,二是高层结构在强震作用下局部关键构件的模拟精度不够,从而导致高层结构地震动力灾变数值模拟一直是工程界极具挑战性的问题。本文围绕高层结构地震弹塑性分析的计算效率和模拟精度两条主线展开研究。首先,第2和3章提出了高效的数值计算方法,目的是提高整体结构的计算效率;其次,第4和5章分别基于传统的有限元方法和非局部作用思想的Peridynamics理论,发展和提出了构件的精细化子结构模型,从而提高关键基本构件的模拟精度。第6章结合高效的数值计算方法和基本构件的精细化子结构模型,对高层结构进行抗震性能分析。本文主要研究内容分为以下几个方面:（1）提出了一种新型的高层结构地震弹塑性分析的数值子结构方法。这种方法采用线弹性主结构有限元模型分析得到整体结构的动力响应,循环判断所有结构构件的弹塑性状态,隔离屈服构件并进行精细化子结构模拟,子结构分析得到屈服构件的真实外力并转化为等效外荷载施加在主结构中,再由主结构进行等效线弹性分析得到整体结构的真实动力响应。根据构件的非线性强弱,采用常规非线性单元、精细化有限元子结构和Peridynamics模型分别模拟一般弱非线性构件、强非线性关键构件以及非连续性损伤破坏构件。推导了主结构等效线弹性分析控制方程,设计了三种不同的主结构数值迭代算法,详细阐述它们的分析流程,并基于 OpenSees平台建立了主结构等效线弹性分析数值子结构计算平台。以平面钢框架和钢筋混凝土框架结构为算例,验证了主结构等效线弹性分析计算平台的准确性、可靠性和高效性。（2）提出了高效的、适用于大型复杂结构非线性分析的数值子结构并行计算方法。这种方法突破了串行计算的限制,将上述数值子结构方法与传统的区域分解法结合,利用区域分解将规模庞大的结构系统划分为若干个独立、可并行计算且规模较小的子域,各子域采用数值子结构方法进行等效线弹性分析,子域内屈服构件的非线性行为由隔离子结构计算得到。推导了主、子域等效线弹性分析控制方程,设计了主、子域非线性迭代算法,详细阐述它们的分析流程,并基于OpenSees平台建立了主结构等效线弹性分析数值子结构并行计算平台。通过对平面钢框架和钢筋混凝土框架结构进行地震弹塑性时程分析,结果表明:数值子结构并行计算方法是准确、可靠的和高效的,具备分析更大规模非线性结构的能力。（3）建立了精细数值子结构计算分析平台,实现了结构关键基本构件常规弹塑性行为的隔离子结构跨平台精细化模拟。为了精确地模拟高层结构中局部关键构件的强非线性行为,发展和提出了普通支撑、防屈曲支撑、钢筋混凝土剪力墙等基本构件的精细化有限元模型,并通过构件试验模拟验证它们的精确性;推导了隔离子结构精细化有限元模型的边界（位移和反力）处理方法;基于CS技术和文本读写技术,分别开发了OpenSees与OpenSees以及OpenSees与ABAQUS之间的跨平台计算。以平面钢框架-支撑结构为算例进行验证,结果表明:隔离子结构跨平台精细化模拟可以精确地刻画局部关键构件的损伤破坏行为,提高整体结构的模拟精度。（4）应用Peridynamics理论实现了结构关键基本构件局部非连续性损伤破坏行为的隔离子结构跨平台精细化模拟。基于Peridynamics理论精细化模拟基本构件的局部开裂损伤破坏行为,形成了高效、精确的“有限元主结构-Peridynamics子结构”耦合分析模型。开发了广义Peridynamics子结构,详细阐述了 Peridynamics子结构模型的边界处理方法;推导了主、子结构的动、静力等效平衡方程;开发了高效的动力显式和静力隐式算法。通过平面混凝土悬臂梁局部开裂行为的精细化模拟,结果表明:“有限元主结构-Peridynamics子结构”耦合模型可以高效、精确地模拟基本构件的局部非连续性损伤破坏行为。（5）通过两座高层结构地震弹塑性精细数值子结构分析验证了精细数值子结构模拟方法的适用性和有效性。以高层钢框架-支撑结构和高层框架-钢筋混凝土剪力墙结构为研究对象,采用数值子结构方法进行动力时程分析。主结构建立粗糙的有限元模型,隔离子结构模拟中,屈服梁柱构件由隔离的常规非线性纤维单元模拟,屈服支撑和局部关键钢筋混凝土剪力墙构件的非线性行为则由前文介绍的精细化有限元模型计算得到。分析结果表明:高性能的数值子结构方法可较为精确地捕捉高层结构在强震作用下局部关键构件的损伤破坏行为,有效地模拟整体结构的塑性区扩展、损伤演化规律和失效模式。
章太雷[5]（2020）在《基于Kangaroo“粒子-弹簧系统”的主动弯曲结构参数化找形方法研究》文中进行了进一步梳理随着计算机模拟技术的提升,“性能化生成设计”（Performance-based Design）成为了当今建筑设计的重要方向,而基于结构性能的形式生成设计需要建筑师兼备数学、物理学、形式美学等多方面的能力。然而由于长期的学科分工,建筑师在面对基于结构形式的设计时常常处于眼高手低的窘境,结构知识的匮乏与固定的设计思维使得建筑师在面对结构性能化设计时亟需高效、直观的辅助设计方法。因此对于结构找形的研究已经成为建筑设计与结构设计的重要课题。主动弯曲结构是指利用材料的弹性弯曲变形所产生的结构内力对抗外部荷载的结构形式,其空间形态既具备形式美感又兼备结构潜力,已经成为国内外关于结构性能化设计领域的新兴方向。然而由于弹性弯曲的非线性特征以及弹性材料的复杂性能,主动弯曲结构的预先找形问题已然成为横亘在形式设计前的阻碍,亟待解决。本文研究从主动弯曲结构的形式设计入手,分析了目前国内外对于该领域的研究现状,得出目前主动弯曲结构的找形方法存在难理解、难运用、难交互、不系统等问题,有待进一步的研究。本文的第一部分从国内外的文献与工程实践角度总结梳理了目前主动弯曲结构的分类,根据各种分类的具体案例归纳总结了当前主动弯曲结构的找形方法,并分别指出其优势与局限,尤其比较了几种数字化模拟方法的差异;接着从弹性力学基础理论的研究角度限定了找形方法的适用范围,依据目前的研究范围限定在细长杆件和薄板单元的基础,选择“欧拉伯努利梁理论”作为本次研究的理论基础,进行方法研究。第二部分主要研究如何为主动弯曲结构提供方便易用的找形方法,首先从主动弯曲结构的实践案例中总结出,本文是对弹性弯曲单元找形方法的研究,以此为基础将主动弯曲结构的单元分为线单元、各向同性薄板单元与各向异性薄板单元。然后基于Rhinoceros软件下的参数化平台Grasshopper搭载基于“粒子-弹簧系统”的Kangaroo组成研究平台,配合Python编程语言对材料属性进行脚本开发,提出了各种不同类型的单元弯曲变形的找形方法并给出了具体找形步骤。针对不同类型的单元,开发了不同的材料属性设置的脚本,并利用物理实验的方法对找形结果进行了验证,证明了该找形方法的准确性。本次研究提出了一种直观高效实现主动弯曲结构单元的参数化找形方法,并根据材料属性参数设置的需求编写了有关弹性材料属性的算法,摆脱了繁杂的数理解析的过程。使建筑师在利用主动弯曲结构进行形式设计时可预先进行计算机仿真模拟,提升了建筑师对于结构性能化设计的认知,对结构找形研究有一定的促进作用。本文正文共约59000字,图表124幅。
张惠嘉[6]（2020）在《结构优化设计中郊狼优化算法的研究与应用》文中指出结构优化设计能在保证工程结构质量的前提下减少不必要的材料和损耗,为工程结构的经济性和安全性提供重要保障,近几十年来它成为土木领域的研究热点。由于结构优化设计涉及大量结构参数的计算分析,利用智能优化算法求解优化问题是对结构进行有效优化设计的重要手段。然而,由于结构运营条件不断变化,结构形式和构件材料不断复杂化,这些都对结构优化算法的性能提出了更高的要求,当前结构优化算法的收敛性和鲁棒性仍面临巨大挑战。另一方面,计算机领域不断发展出更高性能的智能优化算法,为其工程应用提供了潜在可能性。本研究应用计算机领域新近提出的基于仿生学的郊狼优化算法（COA）进行桁架结构优化设计,为当前结构优化算法的改进提供参考。本文学习研究了郊狼优化算法的基础理论,并在此算法的基础上针对不同类型的桁架优化设计问题做出了不同的改进,然后将算法应用于一系列关于离散变量桁架结构与连续变量桁架结构的优化设计中。研究工作主要包括以下内容:（1）郊狼优化算法是一种基于群体智能和进化机制的随机算法,其求解过程模拟郊狼种群的群体结构,遵循自然进化机制,各个种群部落之间通过学习交流增加多样性。本文研究郊狼优化算法并将其应用于桁架尺寸优化问题,无论是连续变量优化设计问题,还是离散变量优化设计问题,其优化结果都证实了该优化算法具有良好的鲁棒性和收敛性。（2）针对原算法收敛速度较慢以及在高维工况下收敛结果不稳定的问题,利用算法融合的策略,引入和声搜索算法求解策略对郊狼优化算法进行改进,提出了适用于求解桁架结构连续变量和离散变量单目标尺寸优化问题的改进郊狼优化算法（COAHS）。为验证COAHS的有效性,将其应用于各种经典桁架结构优化算例,结果证实COAHS全局寻优能力更强、收敛速度更快、且鲁棒性更高,并可有效适用于单目标尺寸优化问题。（3）在郊狼优化算法用于桁架结构单目标形状优化设计问题过程中,为了解决离散尺寸变量和连续形状变量两种不同类型的设计变量带来的挑战,本文采用将两者耦合的方法,构成混合编码形式,其中包含整数和实数编码,这样的编码方式可以解决桁架结构刚度矩阵发生奇异现象,有效求解优化问题。（4）本文在改进郊狼优化算法与pareto解集概念的基础上,提出一种新的多目标郊狼优化算法以求解多目标优化设计问题。该新算法在迭代过程中结合子代、父代郊狼个体,运用NSGA-Ⅱ中的快速非支配排序策略筛选出下一次迭代过程中的父代狼群,然后使用动态距离保持解的多样性,以使pareto最优解均匀分布,也避免陷入局部最优。（5）首先将提出的多目标郊狼优化算法应用于测试函数,分析结果的收敛性,再将其应用于多目标经典桁架优化设计问题。数值模拟的结果表明,该算法具有较好的收敛性,可以应用于多目标桁架优化设计问题。（6）对原算法、改进算法以及提出的多目标郊狼算法应用于桁架优化设计问题的研究结果进行总结,对未来研究的方向提出展望。
钟浩龙[7]（2020）在《复杂薄壁结构车身正向概念设计研究》文中研究说明车身作为乘客的主要活动空间,结构性能的好坏直接影响乘客生命安全,研究表明,车身结构对整车刚度的影响较大,可以达到60%以上,所以车身的结构设计是整车开发流程中的重要一环。概念设计和详细设计是车身设计流程中的两个关键阶段,其中,概念设计阶段占据车身开发周期40%左右的时间,是进行车身结构设计的关键阶段,主要是对车身的静刚度、动刚度和碰撞安全性等结构性能进行设计研究,并且从设计成本上考虑,此阶段决定了车身设计70%的成本。根据设计初期是否有详细的参考模型,概念设计可以分为正向概念设计和逆向概念设计,传统的车身设计以逆向为主,主要是对现有的模型进行改型设计,但对于以性能为主导的车身结构设计,正向概念设计的优越性更强。然而,车身结构正向设计缺少详细的模型参数,无法快速对模型进行仿真分析,因此研究适用于正向概念设计的结构分析方法,摆脱模型参数缺少的限制,对提高车身设计效率,实现新型车身的研发都具有重要意义。本文以实现复杂薄壁结构车身正向概念设计为目的,对薄壁结构车身正向概念设计数学建模过程中的关键问题展开研究。在介绍正向概念设计的研究背景和重要意义的条件下,阐述了实现概念车身结构数学建模的主要方法,总结了现有国内外车身梁单元和接头单元的数学建模方法,指出在概念设计阶段考虑车身复杂薄壁梁和接头柔度特性的重要工程价值和理论意义。完善关于复杂薄壁主断面的属性计算方法,开发了相应的主断面属性计算管理平台,并进一步搭建车身概念设计系统平台,以促进薄壁结构车身正向概念设计效率。论文的主要内容如下:（1）建立薄壁车身框架结构的刚度链数学模型,实现以车身性能为主导的薄壁车身结构分析。以简化的对标车车身几何数据为模型载体,考虑车身薄壁梁单元的复杂截面几何特征,以薄壁传递矩阵法为主要计算分析工具,将简化车身模型转化为由半刚性薄壁梁组成的空间框架结构,从而实现概念设计车身的弯曲刚度、扭转刚度和一阶振动频率的性能分析。（2）改善车身接头模型的简化方法,提高车身结构性能分析的计算精度。根据车身接头的柔度特性,以三拉簧三扭簧的星型弹簧模型作为接头简化模型,由传统梁理论构建接头计算数学模型,将接头模型的实际响应参数作为输入条件代入数学模型,从而获得接头对应各分支对应的刚度系数。并进一步研究接头的代理模型,以截面力学属性为自变量,接头刚度系数为因变量,通过神经网络拟合的方法构建了接头的代理模型,为车身接头性能的全参数设计打下基础。（3）推导了复杂薄壁截面力学属性的计算方法,提高车身薄壁结构刚度链数学建模的效率。研究薄壁车身结构刚度链建模所需的截面力学属性信息,将车身主断面根据截面几何特点分为开口截面、闭口截面和混合截面,分别推导车身主断面力学属性计算方法,提高车身刚度链建模的效率。并提出主断面属性信息管理方法,基于My SQL和Matlab的混合编程,建立主断面力学属性计算平台和数据库管理系统,在车身结构设计提供完善的主断面数据支持。（4）开发了基于薄壁梁理论的车身概念设计系统软件平台,通过优化算例验证了平台的可行性。在Matlab的开发环境下,开发了交互式车身概念设计系统软件平台,包含前处理、计算和后处理三大模块,对车身几何参数数据的输入、车身数学模型的建立和约束/加载等边界条件的添加,作出统一的系统规定。可以实现对薄壁车身模型的结构性能分析和主断面形貌优化设计,为验证系统平台的有效性,以车身结构的静态刚度和一阶频率为约束条件,对对标车型的主断面进行形貌优化设计。
李格[8]（2020）在《混合连接型预制装配式混凝土框架结构侧移实用估计及多目标优化》文中研究指明装配式混凝土（简称PC）结构具有构件质量易于控制、施工效率高、环境影响小以及节省人力等优势,然而预制装配式混凝土结构由于整体刚度有限一般用于低烈度区域,大震下抗震表现弱于现浇结构。本文利用装配式连接与现浇连接进行结构高度和平面上的合理混合与交叉（非同一节点内）,形成混合连接型预制装配式混凝土框架结构这一新型结构形式。这种混合连接型预制装配式结构形式既可以依托现浇混凝土在连接刚度上的优势,又可以充分利用装配式连接节点突出的可设计性,拓宽装配式框架节点应用的最大适用高度和最大设防烈度,从结构体系设计角度尽可能提高装配式混凝土结构的综合经济效益。对于混合连接型高层混凝土框架中的装配式连接部分,由于节点连接刚度不足所引起的层间弹性位移占据总层间位移的比重较大,想要实现混合连接型结构的优势,需要对混合连接型结构在地震下的位移响应进行估计,并确定合理的混合方式。本文将PC连接考虑为半刚连接,通过对半刚连接结构在小震下的位移、周期等弹性响应以及侧移简化方法进行研究,得到一种实用的地震作用下侧移估计方法,并通过对结构进行多目标优化,确定结构的混合方式与连接参数。本文主要研究内容如下:（1）通过推导与算例分析,研究了不同混合连接形式与连接刚度参数对结构弹性响应的影响,给出了混合连接型预制装配式结构混合原则的初步建议。对采用半刚连接的平面框架模型,推导了单层结构在达到弹性阶段层间位移角限值时,所需要的半刚连接刚度参数限值的表达式;同时通过MATLAB编程得到多层模型在小震下位移计算程序,进而得到最大层间位移角随连接参数的变化规律,并通过数值回归得到当结构达到弹性阶段层间位移角限值时,所需要的半刚性连接刚度参数限值的表达式。最后通过ETABS进行空间框架结构的建模分析,对比不同半刚连接布置及刚度取值的结构弹性响应,得到半刚性连接在平面内的布置对结构弹性响应的影响。分析结果显示:结构的弹性响应与半刚性连接的数量关系较大,而与半刚性连接在平面内的不同跨布置位置关系不大;当半刚连接刚度参数大于20时,结构的侧移基本趋向于刚接结构,研究所得结论为混合连接型预制装配式结构连接刚度取值以及混合方式的确定提供初估。（2）提出了一种考虑半刚连接参数（刚度参数、位置参数）和部位（梁端、柱端）的广义结构的侧移实用估计方法。抗侧刚度是求解结构侧移的关键,考虑半刚连接位于柱端与梁端情况以及半刚连接位置参数与刚度参数的影响,对现有Muto’s method（D值法）进行修正,得到一种广义的结构层刚度及总刚矩阵的简化计算方法。基于刚度简化方法,采用振型分解反应谱法得到地震作用,对装配式框架结构地震作用下的侧移进行实用估计。通过不同算例采用有限元与简化方法得到的层刚度、层间侧移以及周期、振型对比,验证了所提出方法的准确性。结果显示:当仅半刚部位（梁端、柱端）变化时,梁柱均采用半刚连接结构的层刚度最低,仅梁采用半刚连接结构的层刚度略高,仅柱采用半刚连接结构的层刚度最大,半刚连接位于梁柱不同部位对于结构地震作用下层间位移角的影响与层刚度的影响相反。（3）基于侧移实用估计方法,对混合连接型PC结构连接刚度及梁柱截面进行了小震弹性阶段的多目标优化,并采用基于性能的塑性设计（PBPD）方法得到了连接屈服弯矩,对结构进行了大震下的优化设计。以规定的四种层间位移角形式和造价最低为目标,层间位移角、轴压比、刚重比为约束条件,梁柱截面及半刚连接刚度参数为优化变量,对PC框架结构进行小震下优化,并给出了优化流程。通过连接刚度参数值来确定连接的形式（刚接、铰接、半刚连接）,实现不同的混合方式。基于小震下的优化结果,采用基于性能的塑性设计（PBPD）方法对结构进行大震下优化设计。通过对PBPD方法进行修正构造迭代关系,求解半刚型PC结构满足大震下的屈服机制与位移目标的屈服弯矩,从而得到连接的弯矩转角M-θr关系,进而对结构进行大震下的优化设计。为了验证优化结果的合理性,对12层框架结构与半刚连接位于不同部位（梁端或柱端）的20层框架结构用所提出的弹性优化流程进行分析,并将优化结果与有限元结果进行比较,验证了优化得到的层间位移角能较好地实现弹性阶段目标层间位移角。最后对小震下以均匀层间位移角为目标优化得到的12层结构（M1）采用PBPD方法进行优化设计,并采用有限元进行分析,验证该方法的合理性。
徐潇健[9]（2020）在《基于钢架结构的损伤识别指标灵敏度分析及实验验证》文中研究说明为了避免大型土木工程结构和基础设施因结构损伤而导致灾难性的事故,确保人类生命和财产的安全,研究学者提出了多种识别方法对现役结构的损伤进行检测,以便及早地维修和加固结构。其中,模态振型、模态应变能、应变模态三种指标的研究较为广泛,本文也加入三种指标的研究中,希望探究出三种指标在损伤识别时灵敏度的规律,并为以后的结构损伤识别提供指导。本文灵敏度部分先推导了特征（振型）灵敏度,随后基于特征灵敏度,推导出结构一阶单元模态应变能灵敏度和一阶应变模态灵敏度。然后建立一个空间钢架数值模型来分析三种灵敏度的规律,并重点讨论三种损伤指标灵敏度高低、损伤指标灵敏度与损伤程度的关系、损伤指标灵敏度与损伤位置的关系、损伤指标灵敏度与损伤单元类型的关系、多处损伤对损伤指标灵敏度的影响。最后同样在数值模型中用三种指标的一阶模态差进行损伤识别以验证灵敏度分析结果。试验部分先介绍了应变模态分析理论,不同于以往的教材本文的应变频响函数是基于梁的振动理论推导出来的,现有的力学教材中应变频响函数都涉及到复杂的矩阵计算并且物理意义模糊,本文的推导很好的解决了以上弊端。随后采用一个钢架结构进行试验,试验采用的传感器有两种:加速度传感器和应变片,采集的数据分别为加速度时程曲线和应变时程曲线,对采集的数据进行频响函数分析以便得到所需模态参数。最后运用测量得到的模态参数分别计算出一阶模态振型差、一阶模态应变能差、一阶应变模态差,观察三种指标损伤识别效果,并将结果与三种指标损伤识别灵敏度大小对比,以验证数值模拟中关于三种指标灵敏度的结论。基于实验结果发现所采用的三种损伤识别指标在双损工况下都存在损伤的误判,因此提出利用BP神经网络结合三种损伤指标进行损伤识别,目的是让神经网络结合多种数据提高损伤识别准确率、预测损伤程度和解决信号受干扰的问题。
钟玺峰[10]（2020）在《输电线路抗风性能评估软件开发》文中研究说明由于我国电力需求的快速增长,输电网络正朝着大容量、大电流、高电压、远距离传输的方向发展。现有的输电塔抗风设计软件和通用有限元软件难以完成大规模输电路线的快速抗风评估。本文开发一款前处理简单、能快速评估输电塔抗风性能的软件。首先,提出了一种组合式屈曲模拟单元来模拟细长钢构件的屈曲失稳现象,用MATLAB编写程序对该模拟单元进行模拟,并应用于输电塔的静力推覆分析和倒塌仿真。该组合式屈曲模拟单元基于有限元基本理论,用宏观塑性铰来模拟支撑单元材料的非线性。通过对比自编程序与ABAQUS软件的计算结果验证了该自编程序有限元分析的正确性;选取了钢支撑的实验数据并采用该组合式屈曲单元模拟杆件在不同约束下的滞回曲线,验证了该模拟单元模拟压杆屈曲的精确性;采用组合式屈曲单元对输电塔倒塌试验进行模拟,结果表明采用该组合式屈曲单元可以有效的预测输电塔的稳定承载力和失效位置,验证了该模拟单元的适用性。其次,采用静态悬链线方程法计算导线及地线形状,用考虑几何非线性的杆单元模拟输电塔线体系的导线及地线,并用自编程序来模拟导线的静力分析及动力时程分析,与通用有限元软件比较,验证导线单元模型的准确性及精确性。然后,编写程序自动选取风荷载加载点、计算风荷载投影面积,并基于架空输电线路荷载规范组装风荷载。最后,结合工程实际需求,开发了一款输电线路抗风评估软件,仅需输入输电塔线基本结构参数和风荷载基本数据,软件即可自动进行输电塔线结构组装、模态分析、风荷载计算,并进行结构推覆分析和倒塌模拟,得到输电塔线结构的抗风评估结果。
二、一种新的集成非线性杆件单元刚度矩阵的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种新的集成非线性杆件单元刚度矩阵的方法（论文提纲范文）
（1）基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 非线性有限元研究现状 |
| 1.2.2 梁结构仿真分析研究现状 |
| 1.2.3 大变形梁结构仿真分析研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究框架 |
| 2 等几何分析与非线性理论基础 |
| 2.1 几何设计中的常用函数 |
| 2.1.1 多项式 |
| 2.1.2 B样条 |
| 2.1.3 非均匀有理B样条 |
| 2.2 等几何分析基本算法 |
| 2.2.1 能量平衡方程 |
| 2.2.2 几何网格细化 |
| 2.3 连续介质力学理论基础 |
| 2.4 非线性理论基础 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于等几何分析的几何非线性二维梁算法 |
| 3.1 基于冯卡门应变的非线性梁理论 |
| 3.2 二维梁增量几何关系及其离散形式 |
| 3.3 二维梁切线刚度矩阵 |
| 3.4 二维梁物理方程 |
| 3.5 几何非线性增量求解方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于等几何分析的几何非线性三维梁算法 |
| 4.1 三维梁增量几何关系及其离散形式 |
| 4.2 三维梁切线刚度矩阵 |
| 4.3 三维梁物理方程 |
| 4.4 共旋坐标系 |
| 4.5 程序设计流程 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于等几何分析的几何非线性算法应用算例 |
| 5.1 端部受到集中力的平面悬臂梁 |
| 5.2 端部受到空间载荷的空间悬臂梁 |
| 5.3 受均布载荷的两端固支直梁 |
| 5.4 受平面集中载荷的半圆弧曲梁 |
| 5.5 受到平面集中载荷的四分之一圆弧曲梁 |
| 5.6 受到均布载荷的浅拱梁 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）超高层建筑结构弹塑性动力时程分析程序D-SAP持续开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 常用商业有限元软件发展和使用现状 |
| 1.2.1 国外 |
| 1.2.2 国内 |
| 1.3 若干开源有限元软件开发和使用现状 |
| 1.4 D-SAP程序简介 |
| 1.5 存在问题及本文主要研究内容 |
| 1.5.1 D-SAP程序开发需求 |
| 1.5.2 本文研发工作内容 |
| 2.一些弹性实体单元的集成与验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实体单元在D-SAP集成流程 |
| 2.2.1 单元类与其他类的关系 |
| 2.2.2 实体单元代码的编写与编译 |
| 2.2.3 实体单元刚度矩阵的推导与计算 |
| 2.3 二维弹性平面应力(实体)单元 |
| 2.3.1 CPS3与CPS6单元 |
| 2.3.2 CPS4与CPS8单元 |
| 2.3.3 CPS4I非协调单元 |
| 2.3.4 数值积分方案的选择 |
| 2.3.5 等参单元验证 |
| 2.3.6 非协调元验证 |
| 2.4 三维弹性实体单元 |
| 2.4.1 C3D4与C3D10单元 |
| 2.4.2 C3D8与C3D20单元 |
| 2.4.3 C3D8I非协调单元 |
| 2.4.4 数值积分方案的选择 |
| 2.4.5 等参单元和非协调单元的验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.钢材和混凝土三维弹塑性实体材料的集成与验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维混合硬化钢材 |
| 3.2.1 混合硬化情况下的J_2流动理论 |
| 3.2.2 径向返回算法和一致切线模量推导 |
| 3.2.3 混合硬化模型的选择 |
| 3.2.4 程序实现 |
| 3.2.5 往复荷载下的材料测试与验证 |
| 3.3 三维混凝土损伤材料 |
| 3.3.1 塑性和损伤理论 |
| 3.3.2 图形返回算法 |
| 3.3.3 程序实现 |
| 3.3.4 材料参数校对 |
| 3.3.5 复杂应力下材料测试与验证 |
| 3.4 疲劳材料 |
| 3.4.1 折减方案 |
| 3.4.2 程序实现 |
| 3.4.3 材料验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.参数化建模软件Grasshopper与D-SAP程序接口开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 D-SAP API的实现 |
| 4.2.1 COM组件与活动模板库 |
| 4.2.2 ATL平台搭建流程 |
| 4.2.3 D-SAP API架构介绍 |
| 4.2.4 API验证—二层框架结构案例分析 |
| 4.3 基于API的D-SAP电池开发 |
| 4.3.1 电池开发要点 |
| 4.3.2 简单电池 |
| 4.3.3 材料电池 |
| 4.3.4 截面电池 |
| 4.3.5 单元电池 |
| 4.4 电池的应用 |
| 4.4.1 PC框架参数化建模 |
| 4.4.2 不同参数PC框架的地震响应对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.结论与展望 |
| 5.1 本文主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A CPS6单元刚度矩阵的Hammer数值积分 |
| 附录B CPS4单元刚度矩阵的Gaussian数值积分 |
| 附录C 模型参数A_g、B_g的推导 |
| 附录D 硬化函数的偏导数求解 |
| 附录E 接口函数Node在 Helper.cpp中的实现 |
| 附录F 二层框架结构模型创建与分析的API代码(部分) |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）带随机缺陷的K6型铝合金网壳稳定性分析及承载力预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 网壳结构的特点及发展 |
| 1.2 铝合金网壳的研究进展 |
| 1.3 初始缺陷问题的研究进展 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 铝合金网壳模型建立 |
| 2.1 有限元模型的建立 |
| 2.1.1 网壳模型算法 |
| 2.1.2 结构详细参数取值 |
| 2.1.3 稳定性分析方法 |
| 2.2 模型合理性验证 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 完善结构屈曲分析与缺陷引入方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 截面尺寸与结构布置 |
| 3.3 完善结构线性屈曲分析 |
| 3.4 完善结构非线性屈曲分析 |
| 3.5 网壳缺陷引入方法 |
| 3.5.1 一致缺陷模态法 |
| 3.5.2 随机缺陷模态法 |
| 3.5.3 本文的缺陷讨论方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 节点随机偏差对稳定性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 节点定位偏差的引入方法 |
| 4.3 带节点偏差缺陷算例分析 |
| 4.4 缺陷作用方向敏感性分析 |
| 4.4.1 仅竖向缺陷单独作用 |
| 4.4.2 仅水平向缺陷单独作用 |
| 4.4.3 基于构形易损性理论的节点构形度分析 |
| 4.5 应用拓展 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 杆件随机弯曲对稳定性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 杆件初弯曲的引入方法 |
| 5.2.1 初弯曲幅值确定 |
| 5.2.2 坐标转换方程推导 |
| 5.2.3 初弯曲合理性验证 |
| 5.3 带杆件初弯曲算例分析 |
| 5.4 杆件与节点缺陷协同作用影响 |
| 5.5 应用拓展 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 带缺陷网壳稳定荷载预测方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于双参数 Weibull分布的缺陷折减系数 |
| 6.2.1 Weibull分布及其参数 |
| 6.2.2 缺陷折减系数计算 |
| 6.3 基于人工神经网络的稳定承载力预测模型 |
| 6.3.1 传统计算公式与改进方法 |
| 6.3.2 人工神经网络简介 |
| 6.3.3 网络参数选取与计算 |
| 6.3.4 网络预测精度验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文、获奖及科研情况 |
| 附录 A Shell Builder参数化建模核心源码 |
| 附录 B Node Imperfection核心源码 |
| 附录 C Bending Bar核心源码 |
| 附录 D Weibull分布曲线汇总 |
| 附录 E 训练样本的几何输入参数 |
| 致谢 |
（4）高层建筑结构地震弹塑性分析的精细数值子结构方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 高效计算方法研究现状 |
| 1.2.1 降阶计算方法 |
| 1.2.2 局部非线性系统计算方法 |
| 1.3 精细化模拟方法研究现状 |
| 1.3.1 连续问题精细化模拟 |
| 1.3.2 不连续问题精细化模拟 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究项目支持 |
| 2 数值子结构方法基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值子结构方法概述 |
| 2.2.1 基本思路 |
| 2.2.2 主结构的等效线弹性分析 |
| 2.2.3 基本构件的非线性分析 |
| 2.2.4 基本构件的精细化子结构边界处理 |
| 2.3 主结构等效线弹性分析控制方程 |
| 2.3.1 单元等效运动方程 |
| 2.3.2 主结构等效运动方程 |
| 2.3.3 本节小结 |
| 2.4 主结构数值算法及计算平台集成 |
| 2.4.1 主结构数值算法 |
| 2.4.2 基于OpenSees平台主结构等效线弹性分析计算平台集成 |
| 2.5 平面框架结构地震弹塑性时程分析实例 |
| 2.5.1 15层平面钢框架结构地震弹塑性分析 |
| 2.5.2 18层平面RC框架结构地震弹塑性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 数值子结构并行计算方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 区域分解法的基本原理 |
| 3.2.1 区域分解 |
| 3.2.2 子域凝聚 |
| 3.2.3 界面计算 |
| 3.2.4 回代求解 |
| 3.3 数值子结构并行计算方法的基本原理 |
| 3.3.1 基本思路 |
| 3.3.2 子域的等效平衡方程 |
| 3.3.3 界面自由度的等效平衡方程 |
| 3.3.4 本节小结 |
| 3.4 PNSM数值算法、分析流程及计算平台集成 |
| 3.4.1 数值算法 |
| 3.4.2 主、子域的分析流程 |
| 3.4.3 基于OpenSees平台的PNSM集成 |
| 3.5 PNSM的可靠性和高效性验证 |
| 3.5.1 15层平面钢框架结构的数值子结构并行计算与分析 |
| 3.5.2 18层平面RC框架结构的数值子结构并行计算与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基本构件的精细化子结构FE模型及其边界处理和跨平台实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本构件的精细化FE模型 |
| 4.2.1 普通支撑非线性模型 |
| 4.2.2 防屈曲支撑非线性模型 |
| 4.2.3 RC剪力墙多交叉杆模型及分层壳模型 |
| 4.3 基本构件精细化子结构模型的边界处理方法 |
| 4.3.1 实体单元精细化子结构的边界处理 |
| 4.3.2 剪力墙壳单元精细化子结构的边界处理 |
| 4.4 精细化子结构模型的跨平台集成与实现 |
| 4.4.1 基于CS技术的OpenSees-OpenSees平台集成 |
| 4.4.2 基于文本读写的OpenSees-ABAQUS平台集成 |
| 4.5 基本构件的精细化子结构模拟、验证及应用 |
| 4.5.1 RC剪力墙构件试验模拟与验证 |
| 4.5.2 平面钢框架-支撑结构的隔离支撑子结构模拟与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于Peridynamics理论的基本构件局部开裂精细化模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 键基PD模型基本理论 |
| 5.2.1 动力运动方程 |
| 5.2.2 静力平衡方程 |
| 5.3 广义PD子结构 |
| 5.3.1 等效耦合力 |
| 5.3.2 逆等参映射方法 |
| 5.3.3 PD子结构验证 |
| 5.4 NSM-PD耦合控制方程 |
| 5.4.1 动力耦合系统运动方程 |
| 5.4.2 静力耦合系统平衡方程 |
| 5.5 NSM-PD耦合的数值算法及计算流程 |
| 5.5.1 动力耦合方法显式算法 |
| 5.5.2 静力耦合方法隐式算法 |
| 5.6 平面混凝土梁构件的局部开裂行为精细化模拟与分析 |
| 5.6.1 平面混凝土悬臂梁动力开裂行为模拟与分析 |
| 5.6.2 拟静力开裂行为数值模拟及计算精度和效率分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 高层结构地震弹塑性数值子结构时程分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 48层钢框架-支撑结构的地震弹塑性数值子结构模拟与分析 |
| 6.2.1 结构概况 |
| 6.2.2 结构FE模型 |
| 6.2.3 结构动力特性 |
| 6.2.4 结构动力时程分析 |
| 6.2.5 本节小结 |
| 6.3 32层框架-剪力墙结构地震弹塑性数值子结构模拟与分析 |
| 6.3.1 结构概况 |
| 6.3.2 结构FE模型 |
| 6.3.3 结构动力特性 |
| 6.3.4 结构动力时程分析 |
| 6.3.5 本节小结 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 基于OpenSees开源平台的二次开发 |
| 附录B ShellMITC4壳单元应变推导 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）基于Kangaroo“粒子-弹簧系统”的主动弯曲结构参数化找形方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题缘起 |
| 1.2 研究对象与目标 |
| 1.2.1 研究对象 |
| 1.2.2 研究目标 |
| 1.2.3 研究意义 |
| 1.2.4 研究方法 |
| 1.2.5 论文框架 |
| 第二章 主动弯曲结构的研究概况 |
| 2.1 国内外文献综述 |
| 2.1.1 国内文献 |
| 2.1.2 国外文献 |
| 2.2 国内外实践项目综述 |
| 2.2.1 国内实践 |
| 2.2.2 国外实践 |
| 2.2.2.1 国外教学实践 |
| 2.2.2.2 国外工程实践 |
| 2.3 主动弯曲结构的找形方法 |
| 2.3.1 弹性弯曲的理论基础 |
| 2.3.2 找形方法 |
| 1.实验法 |
| 2.数理解析法 |
| 3.数字模拟法 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 Kangaroo“粒子-弹簧系统”与主动弯曲结构线单元的找形方法 |
| 3.1 弯曲单元的分类 |
| 3.2 主动弯曲结构线单元的找形 |
| 3.2.1 Kangaroo 的“粒子-弹簧系统”及弯曲模块 |
| 3.2.2 线单元的基础找形步骤 |
| 3.3 刚度脚本设计 |
| 3.4 影响形式变化的因素与找形过程 |
| 3.4.1 荷载变化 |
| 3.4.2 材料设置 |
| 3.4.2.1 杨氏模量变化 |
| 3.4.2.2 厚度变化 |
| 3.4.3 本节小结 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 主动弯曲结构各向同性薄板单元的找形方法 |
| 4.1 基础找形步骤 |
| 4.1.1 Kangaroo 弯曲模块 |
| 4.1.2 各向同性薄板的基础找形步骤 |
| 4.2 刚度脚本设计 |
| 4.3 影响形式变化的因素与找形过程 |
| 4.3.1 细分方式 |
| 4.3.2 材料设置 |
| 4.3.2.1 杨氏模量变化 |
| 4.3.2.2 厚度变化 |
| 4.3.3 荷载变化 |
| 4.3.4 边界条件变化 |
| 4.3.4.1 边界几何形态变化 |
| 4.3.4.2 边界锚固条件变化 |
| 4.3.5 本节小结 |
| 4.4 找形结果的验证 |
| 4.4.1 材料选取 |
| 4.4.2 实验结果对比 |
| 4.4.2.1 杨氏模量变化 |
| 4.4.2.2 厚度变化 |
| 4.3.2.3 边界条件变化 |
| 4.5 本章总结 |
| 第五章 主动弯曲结构各向异性薄板单元的找形方法 |
| 5.1 各向异性的理解 |
| 5.1.1 各向异性 |
| 5.1.2 莫尔圆 |
| 5.2 刚度脚本设计 |
| 5.3 影响形式变化的因素与找形过程 |
| 5.3.1 单一材料的不同纹理方向组合 |
| 5.3.2 多种材料的组合 |
| 5.3.3 多种材料组合的闭合弯曲 |
| 5.3.4 本节小结 |
| 5.4 找形结果的验证 |
| 5.4.1 材料选取 |
| 5.4.2 实验结果对比 |
| 5.4.2.1 单一材料纹理变化 |
| 5.4.2.2 多种材料组合 |
| 5.4.2.3 多种材料组合的闭合弯曲 |
| 5.5 本章总结 |
| 第六章 论文总结 |
| 6.1 研究内容与成果总结 |
| 6.2 研究的不足与展望 |
| 致谢 |
| 主要参考文献 |
| 插图和附表清单 |
| 附录 刚度脚本程序代码 |
| 附录 攻读学位期间发表的学位论文目录 |
（6）结构优化设计中郊狼优化算法的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景与意义 |
| 1.3 结构优化方法研究综述 |
| 1.3.1 传统优化设计方法 |
| 1.3.2 启发式优化算法 |
| 1.4 桁架结构优化设计发展概况 |
| 1.5 本文主要内容及结构安排 |
| 1.6 本文创新点 |
| 第2章 郊狼优化算法及其在桁架结构单目标尺寸优化中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 郊狼优化算法 |
| 2.3 算法的基本流程 |
| 2.4 结构单目标优化设计数学模型 |
| 2.4.1 设计变量 |
| 2.4.2 目标函数 |
| 2.4.3 约束条件 |
| 2.4.4 变量连接 |
| 2.4.5 基于郊狼优化算法的桁架结构尺寸优化程序 |
| 2.5 连续变量结构尺寸单目标优化设计 |
| 2.5.1 桁架结构连续变量单目标尺寸优化数值模型 |
| 2.5.2 桁架结构连续变量单目标尺寸优化设计算例 |
| 2.6 离散变量结构尺寸单目标优化设计 |
| 2.6.1 桁架结构离散变量单目标尺寸优化数值模型 |
| 2.6.2 编码方式 |
| 2.6.3 桁架结构离散变量单尺寸优化设计算例 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 郊狼优化算法改进及其在桁架结构单目标尺寸优化中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 算法的融合策略 |
| 3.1.2 融合和声搜索策略的改进COA算法 |
| 3.2 算法基本流程 |
| 3.3 改进COA的桁架结构优化设计模型 |
| 3.3.1 改进COA的桁架结构连续变量单目标尺寸优化设计算例 |
| 3.3.3 改进COA的桁架结构离散变量单目标尺寸优化设计算例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 郊狼优化算法在桁架结构形状优化设计中的应用 |
| 4.1 桁架结构形状优化的数学模型 |
| 4.1.1 设计变量 |
| 4.1.2 目标函数 |
| 4.1.3 约束条件 |
| 4.1.4 算法流程 |
| 4.2 数值分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 郊狼优化算法在桁架结构多目标优化设计中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多目标优化参数基本定义 |
| 5.3 多目标郊狼优化算法 |
| 5.3.1 约束条件 |
| 5.3.2 快速非支配分级 |
| 5.3.3 拥挤距离 |
| 5.3.4 二项锦标竞赛选择策略 |
| 5.4 多目标郊狼优化算法基本流程 |
| 5.5 桁架结构多目标优化设计 |
| 5.5.1 桁架结构优化数值模型 |
| 5.5.2 测试函数及数值分析 |
| 5.5.3 桁架结构多目标优化设计算例 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 未来的工作 |
| 参考文献 |
| 指导教师对学位论文的学术评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
（7）复杂薄壁结构车身正向概念设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 车身概念设计研究现状 |
| 1.3 车身梁理论应用现状 |
| 1.3.1 Euler-Bernoulli梁理论 |
| 1.3.2 Timoshenko梁理论 |
| 1.3.3 薄壁梁理论 |
| 1.4 车身接头模型研究现状 |
| 1.5 车身主断面设计研究现状 |
| 1.6 本文的主要技术路线和研究内容 |
| 第2章 车身正向概念结构设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 车身结构分析方法概述 |
| 2.3 车身概念设计数学模型 |
| 2.4 薄壁梁单元传递矩阵理论推导 |
| 2.4.1 薄壁梁单元静态传递矩阵 |
| 2.4.2 薄壁梁单元动态传递矩阵 |
| 2.4.3 半刚性梁单元建模 |
| 2.4.4 坐标转换方程 |
| 2.4.5 系统求解模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 车身接头分析建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 接头模型简化方法概述 |
| 3.3 车身接头简化模型分析与验证 |
| 3.3.1 三分支接头简化模型 |
| 3.3.2 二分支接头数学模型 |
| 3.4 概念车身结构整体分析模型 |
| 3.5 车身接头代理模型扩展研究 |
| 3.5.1 接头参数化模型 |
| 3.5.2 接头神经网络拟合模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 车身主断面属性计算方法和数据库管理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主断面力学属性计算 |
| 4.3 主断面力学属性计算平台 |
| 4.3.1 平台系统基本架构 |
| 4.3.2 前处理/输入模块 |
| 4.3.3 管理/计算模块 |
| 4.4 主断面属性的数据库管理方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 车身概念设计系统实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 车身概念设计系统软件平台 |
| 5.2.1 前处理模块 |
| 5.2.2 计算模块 |
| 5.2.3 后处理模块 |
| 5.3 实例验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录 B 攻读学位期间所申请的专利 |
| 附录 C 攻读学位期间所参加的科研项目 |
| 附录 D 薄壁梁刚性段静态传递矩阵详细表达式 |
| 附录 E 薄壁梁单元的振动方程推导 |
（8）混合连接型预制装配式混凝土框架结构侧移实用估计及多目标优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 预制装配式框架结构研究现状 |
| 1.3.2 层间位移简化方法研究 |
| 1.3.3 基于梯度的优化方法及多目标处理方法 |
| 1.3.4 大震结构弹塑性简化分析方法 |
| 1.4 存在的问题和思考 |
| 1.5 本文拟开展的研究内容 |
| 2.小震下装配式连接混合原则和混合方式初探 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单层半刚结构连接刚度参数限值公式推导 |
| 2.2.1 半刚结构连接刚度参数限值公式推导 |
| 2.2.2 算例分析 |
| 2.3 多层半刚连接结构连接参数分析 |
| 2.3.1 多层结构编程分析 |
| 2.3.2 多层平面框架回归分析 |
| 2.4 整体框架结构分析 |
| 2.4.1 模型信息 |
| 2.4.2 分析结果比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.混合连接型PC框架结构小震下层间侧移实用估计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑PC连接位置和刚度参数以及连接部位的框架柱等效抗侧刚度 |
| 3.2.1 考虑PC连接的梁柱单元刚度 |
| 3.2.2 普通楼层柱抗侧刚度 |
| 3.2.3 底层柱抗侧刚度 |
| 3.2.4 修正弯矩比w |
| 3.3 混合连接型PC结构小震弹性层间侧移实用估计方法 |
| 3.3.1 楼层等效抗侧刚度确定 |
| 3.3.2 小震下结构层间侧移实用估计 |
| 3.4 数值验证 |
| 3.4.1 模型信息 |
| 3.4.2 分析结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 半刚连接型PC结构多目标优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 小震优化问题 |
| 4.2.1 优化目标 |
| 4.2.2 约束条件 |
| 4.3 小震优化分析 |
| 4.3.1 优化算法流程 |
| 4.3.2 优化流程程序实现 |
| 4.4 基于PBPD方法的半刚连接型PC结构大震下优化设计 |
| 4.4.1 半刚连接型PC结构PBPD方法 |
| 4.4.2 半刚连接型PC结构PBPD迭代优化 |
| 4.5 算例 |
| 4.5.1 小震优化结构基本信息 |
| 4.5.2 小震优化结果及讨论 |
| 4.5.3 大震PBPD方法设计结果及验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 本文结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）基于钢架结构的损伤识别指标灵敏度分析及实验验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 动力特性灵敏度分析研究综述 |
| 1.3 结构损伤识别的研究综述 |
| 1.3.1 结构损伤识别简介 |
| 1.3.2 基于振动的结构损伤方法 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第二章 模态分析和灵敏度的相关理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模态分析理论 |
| 2.2.1 梁的弯曲振动微分方程 |
| 2.2.2 振型函数的正交性 |
| 2.2.3 应变频响函数 |
| 2.2.4 应变模态参数识别 |
| 2.3 结构损伤识别指标灵敏度相关理论 |
| 2.3.1 模态振型灵敏度 |
| 2.3.2 模态应变能灵敏度 |
| 2.3.3 应变模态灵敏度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 空间钢架结构损伤识别及灵敏度的数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空间钢架结构的模型介绍 |
| 3.3 钢架结构损伤指标灵敏度数值模拟 |
| 3.3.1 损伤工况的设置 |
| 3.3.2 灵敏度数据的获取与处理 |
| 3.3.3 灵敏度分析结果 |
| 3.4 钢架结构损伤识别数值模拟 |
| 3.4.1 损伤工况的设置 |
| 3.4.2 模态参数的获取 |
| 3.4.3 损伤识别结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于三种损伤指标的损伤识别实验 |
| 4.1 实验模型 |
| 4.2 实验目的 |
| 4.3 振动信号的采集 |
| 4.3.1 实验设备 |
| 4.3.2 软件参数设置 |
| 4.3.3 实验工况设置 |
| 4.3.4 实验的方法和步骤 |
| 4.3.5 实验振动信号 |
| 4.4 损伤识别结果与分析 |
| 4.4.1 实验模态分析 |
| 4.4.2 损伤定位结果与对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于BP神经网络的结构损伤识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 BP神经网络相关概念 |
| 5.2.1 BP神经网络的结构 |
| 5.2.2 最速下降算法 |
| 5.2.3 LM算法 |
| 5.2.4 BP神经网络参数的设定 |
| 5.3 BP神经网络的具体实施 |
| 5.3.1 基于BP神经网络的损伤识别流程 |
| 5.3.2 网络的设计及测试结果的判断标准 |
| 5.3.3 网络的训练 |
| 5.4 BP神经网络的损伤定位结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 全文总结 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的科研成果 |
| 致谢 |
（10）输电线路抗风性能评估软件开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 构件屈曲失稳研究现状 |
| 1.3.2 输电塔线体系动力模型研究现状 |
| 1.3.3 输电塔线体系连续倒塌研究现状 |
| 1.4 论文研究内容及章节安排 |
| 2 组合式屈曲模拟单元构建及其工作机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 梁(杆)单元刚度矩阵及单元恢复力向量 |
| 2.3 单元自由度编号 |
| 2.4 拉压弹簧 |
| 2.5 转动弹簧 |
| 2.6 失效准则 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 静动力数值分析方法介绍 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静力分析方法 |
| 3.2.1 静力平衡方程 |
| 3.2.2 静力平衡计算 |
| 3.3 动力分析方法 |
| 3.3.1 动力平衡方程 |
| 3.3.2 Newmark积分法(隐式算法) |
| 3.3.3 中心差分法(显式算法) |
| 3.4 本章小结 |
| 4 自编程序精度验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 与商用软件对比验证 |
| 4.2.1 线弹性静动力分析 |
| 4.2.2 几何非线性分析 |
| 4.2.3 导(地)线单元对比分析 |
| 4.3 试验验证 |
| 4.3.1 单根构件的滞回行为模拟 |
| 4.3.2 输电塔真型实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 输电线路抗风评估软件编制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 建模模块 |
| 5.3 模态分析模块 |
| 5.4 风荷载参数模块 |
| 5.5 静力分析模块 |
| 5.6 动力分析模块 |
| 5.7 后处理模块 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表成果情况 |
| 致谢 |
四、一种新的集成非线性杆件单元刚度矩阵的方法（论文参考文献）
- [1]基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法[D]. 乔发杰. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]超高层建筑结构弹塑性动力时程分析程序D-SAP持续开发[D]. 齐哲. 大连理工大学, 2021
- [3]带随机缺陷的K6型铝合金网壳稳定性分析及承载力预测[D]. 孙一喆. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [4]高层建筑结构地震弹塑性分析的精细数值子结构方法[D]. 孙宝印. 大连理工大学, 2020
- [5]基于Kangaroo“粒子-弹簧系统”的主动弯曲结构参数化找形方法研究[D]. 章太雷. 南京大学, 2020(11)
- [6]结构优化设计中郊狼优化算法的研究与应用[D]. 张惠嘉. 深圳大学, 2020
- [7]复杂薄壁结构车身正向概念设计研究[D]. 钟浩龙. 湖南大学, 2020(09)
- [8]混合连接型预制装配式混凝土框架结构侧移实用估计及多目标优化[D]. 李格. 大连理工大学, 2020
- [9]基于钢架结构的损伤识别指标灵敏度分析及实验验证[D]. 徐潇健. 广东工业大学, 2020(02)
- [10]输电线路抗风性能评估软件开发[D]. 钟玺峰. 大连理工大学, 2020(02)