Элементы структурной оптимизации пространственных металлических стержневых конструкций

• Автор: Андронников, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 171 с. : ил

Содержание
Введение.
1. Аналитический обзор литературных данных по оптимальному проектированию пространственных металлических стержневых конструкций
1.1. Общая характеристика пространственных металлических стержневых конструкций ГТМСК.

1.2. Классификация ПМСК

1.2.1. Классификация по геометрическим признакам.

1.2.2. Классификация по виду узлов сопряжения ПМСК.

1.2.2.1. Классификация по виду сборочных элементов

1.2.2.2. Классификация по типу монтажных соединений.

1.2.2.3. Основные узловые сопряжения ПМСК.

1.3. Опыт применения ПМСК

1.4. Основные достоинства и недостатки структурных конструкций
1.5. Проблемы оптимального проектирования ПМСК.
1.5.1. Параметрическая оптимизация ПМСК
1.5.2. Структурная оптимизация ПМСК
1.6. Выводы к главе
2. Основные положения оптимального проектирования ПМСК, состоящих из укрупненных блоков
2.1. Теоретические аспекты оптимального проектирования.
2.2. Теория расчетов ПМСК.
2.3.Постановка задачи структурной оптимизации ПМСК, состоящих из укрупненных блоков пирамид
2.3.1. Определение ограничений и области допустимых решений.
2.3.2. Выбор критерия оптимальности конструкции
2.3.3. Разработка методики определения критерия качества для ПМСК
2.3.4. Математическая формулировка функции цели.
2.4. Использование приема декомпозиции при структурной оптимизации ПМСК.
2.4.1. Первый этап оптимизации конструкции
2.4.2. Второй этап оптимизации конструкции
2.4.2.1. Критерии останова алгоритма унификации
2.4.3. Третий этап оптимизации конструкции
2.4.3.1. Постановка задачи поиска оптимальной топологии ПМСК, состоящих из укрупненных объемных модулей пирамид
2.5. Выводы к главе 2
3. Разработка автоматизированного комплекса оптимального
проектирования ПМСК с использованием алгоритмов структурной оптимизации.
3.1.Актуальность разработки автоматизированных подсистем проектирования
3.2. Автоматизированная подсистема поиск оптимального распределения материала.
3.2.1. Алгоритм работы подсистемы
3.2.2. Интерфейс алгоритма первого этапа оптимизации
3.3. Автоматизированная подсистема оптимальная двухуровневая унификация ПМСК.
3.3.1. Алгоритм работы подсистемы двухуровневой унификации.
3.2.2. Интерфейс подсистемы двухуровневой унификации.
3.4. Автоматизированная подсистема структурного преобразования конструкции
3.4.1. Алгоритм работы подсистемы структурного преобразования.
3.4.2. Интерфейс алгоритма структурного преобразования ПМСК
3.5. Вычислительный комплекс структурной оптимизации ПМСК
3.5.1. Возможности комплекса структурной оптимизации
3.6. Выводы к главе 3
4. Экспериментальная часть.
4.1. Математическое моделирование как процесс исследования конструкций
4.2.Преобразование ПМСК, состоящей из укрупненных объемных модулей пирамид с треугольным основанием
4.2.1. Выводы по результатам проведенной оптимизации ПМСК, состоящей из укрупненных объемных модулей треугольных пирамид ИЗ
4.3. Преобразование ПМСК, состоящей из укрупненных объемных модулей пирамид с квадратным основанием
4.3.1. Выводы по результатам проведенной оптимизации ПМСК, состоящей из укрупненных объемных модулей пирамид
с квадратным основанием
4.4. Преобразование ПМСК, состоящей из укрупненных объемных модулей пирамид с квадратным основанием менее разреженная система
4.4.1. Выводы по результатам проведенной оптимизации ПМСК, состоящей из укрупненных объемных модулей пирамид с квадратным основанием менее разреженная система
4.5.Выводы к главе 4.
Рекомендации по структурной оптимизации ПМСК, состоящих
из укрупненных объемных элементов
Выводы.
Заключение.
Библиографический список.
Приложение 1.
Прииложение 2
Введение.
Актуальность


Практическая ценность и эффективность работы заключается в открытии новых возможностей обоснованного построения процесса выбора эффективных конструктивных решений на основе использования разработанных методик и алгоритмов, а также в разработке методических рекомендаций. Системный подход к процессу выбора перспективных конструктивных решений является хорошей базой для создания новых конструктивных форм повышенной техникоэкономической эффективности в том числе и на уровне изобретений. Результаты работы внедрены в двух проектных институтах и в учебный процесс кафедры строительных конструкций УГТУУПИ. В дальнейшем целесообразно осуществить еще более широкое внедрение разработанных методов, алгоритмов и программ в различные проектные организации. Апробации работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научнотехнической конференции Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных, пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте Самара, г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, библиографии и приложений, изложенных на 1 страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблиц, библиографический список состоит из 1 наименования. Глава 1. ПМСК. Пространственные металлические стержневые конструкции ПМСК это конструкции, состоящие из двух или более поясных сеток, соединенных между собой раскосами. Пространственные конструкции привлекли к себе внимание специалистов по строительным металлическим конструкциям в конце х начале х годов текущего столетия, хотя идея построения пространственно жестких конструкций кристаллического строения была известна давно. Г.Белл еще в е годы применил такие конструкции для каркасов летательных аппаратов. Французским ученым Р. Ле Риколе установлено сходство регулярных структур с прочными образованиями органической природы, т. Щ на бионическая суть конструкторской идеи. Но лишь в последнее время пространственные конструкции регулярной структуры, собираемые из модульных элементов, нашли повсеместное распространение. Диапазон их применения начинается от детского конструктора и заканчивается большепролетным куполом наземного сооружения, гигантской чашей радиотелескопа и раскрывающейся антенной космического летательного аппарата. Структуры в своей основе допускают образование самых различных конструктивных форм плит, складок, сводов, куполов, гипаров, оболочек переноса, комбинированных решений. Пространственные системы основаны на принципе многосвязности. Металл сравнительно равномерно распределяется по покрытию. Эффект пространственной работы заключается в том, что нагрузка, приложенная в любой точке, воспринимается всей системой, благодаря чему расход металла может быть несколько снижен по сравнению с плоскими конструкциями. Классификация ПМСК. При разнообразии форм структурных конструкций важна их четкая классификация. В основу классификации может быть положено взаимное расположение поясных сеток, тип сборочных модулей, тип узлового элемента, а также форма пространственных модулей при плотной и неплотной упаковке их в конструкции. Классификация по геометрическим признакам. Существует несколько типов классификаций конструкций в зависимости от геометрических схем. Так, например, 3. Дж. Ячейки сеток вместе с раскосами образуют многократно повторяющийся пространственный многогранник рис. Рис. Клячиным А. З. предложено два варианта классификации геометрических схем плоских структурных конструкций первый основан на зависимости от вида и расположения одной поясной сетки относительно другой. Второй вариант базируется на особенностях формы характерного пространственного модуля, который определяет строение системы. Классификация по виду узлов сопряжения ПМСК. И,наоборот, конструкция узла определяет форму отправочных элементов. Классификация по виду сборочных элементов. ПМСК. Схема классификации по виду сборочных элементов ПМСК приведена на рис. Классификация по типу монтажных соединений. Схема классификации ПМСК по данному типу приведена на рис. Рис. Классификация ПМСК по виду сборочных элементов. Рис. З. Классификация ПМСК по типу монтажных соединений.