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基于 H∞范数的输电塔结构动力优化
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU279.744[建筑科学—建筑设计及理论] TU311.4[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]大连理工大学建设工程学部,大连116024, [2]美国休斯顿大学机械工程系,休斯顿77004
  • 相关基金:国家自然科学基金委创新研究群体基金(51421064)资助项目.
中文摘要:

目前输电塔结构设计主要基于静力及拟静力工况,以用钢量(总质量)为经济指标进行静力优化,忽略了动力荷载的频率特性。为解决输电塔结构动力优化问题,提出了基于 H ∞范数的优化方法。该方法以系统传递函数的 H ∞范数为优化目标,采用遗传算法对角钢截面进行优化。在计算 H ∞范数时,用串联多质点模型模拟塔架结构以简化计算。同时,引入惩罚函数来调整个体的适应度,从而保证优化结果满足静力工况,不出现杆件失稳且不增加用钢量。以一个实际输电塔结构作为算例进行优化计算,结果表明,该动力优化方法显著降低了输电塔的地震响应,同时保证结构满足静力工况且总质量不超过满应力优化法的用钢量。该方法不需要求解时域响应,计算效率较高。

英文摘要:

The current structural optimization method of the transmission tower is based on static loads and quasi-static loads.The optimization objective is chosen as steel consumption (i.e.the total mass). Frequency characteristics of the dynamic load are neglected.In order to solve the dynamic optimization problem of a transmission tower,a method based on H ∞ norm is proposed in this paper.The H ∞ norm is selected as the optimization objective.Genetic algorithm (GA)is used to find the optimal solution.The multi-degree-freedom model is adapted to simplify the tower when calculating its H ∞ norm.In order that the optimized structure satisfied the static loads and that the total mass is not increased,the penalty function is also introduced to adjust the GA fitness.According to the case study,the proposed method effectively reduced the seismic response of a practical tower,with the static load case satisfied and total mass remains the same.This method avoids calculating the response in the time domain,and thus has high computation efficiency.

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期刊信息
  • 《计算力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学 中国力学学会
  • 主编:程耿东
  • 地址:辽宁省大连理工大学《计算力学学报》编辑部
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jslxxb@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84708744 84709559
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4708
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1373/O3
  • 邮发代号:8-180
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,Ei Compenelex收录期刊,获2003年大连市期刊最佳印制奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9563