基于正交试验方法的大型有面外支撑杆X撑结构的屈曲分析和优化设计

IMECH-IR > 流固耦合系统力学重点实验室

	基于正交试验方法的大型有面外支撑杆X撑结构的屈曲分析和优化设计
	张伟为; 康元顺; 崔哲华 ; 曾晓辉
会议录名称	第30届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）
	2021-09-26
页码	124-129
会议名称	第30届全国结构工程学术会议
会议日期	2021-09-26
会议地点	中国广东广州
摘要	本文从数理统计和有限元模拟的角度研究了有面外支撑杆X撑结构的稳定性问题并提出了基于优化设计的临界载荷经验公式,为高度非线性问题提供了一种新型解决思路。具体而言,充分考虑了面内支撑和面外支撑几何设计参数和边界条件,以正交设计为指导思想,进行了非对称结构的弹性屈曲现象的数值模拟和显著性试验,并借助多因素方差分析筛选出了各种受力环境下的显著影响因素。最后,在上述基础上提出了优化设计解决方案,以临界屈曲载荷为目标函数,显著性因子为设计变量,利用非线性曲面回归得到了显著影响因素和临界屈曲载荷的经验公式,即优化设计数学模型。研究发现,无论系统处于何种受力条件,面内支撑几何设计参数对结构稳定性的影响远高于面外支撑几何设计参数,其中X撑外径的作用作为显著。但系统双杆受力时,面外支撑位置,即面内支撑结点位置会显著影响结构的稳定性。此外,X撑两杆所受载荷的比率会显著影响系统的承载性能,具体表现为非屈曲杆受拉力时,结构稳定性会有所改善,且比率为4.85倍时,本系统的稳定性最好。本文为基于正交试验的优化设计方法于实际工程中的应用提供了案例参考,针对新型复杂结构设计和初期优化设计提供了一种高效的解决方案。
关键词	有面外支撑杆X撑结构屈曲分析正交设计优化设计有限元分析方差分析
资助信息	国家自然科学基金(11672306)
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语种	中文
文献类型	会议论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/88527
专题	流固耦合系统力学重点实验室
作者单位	1.中国科学院力学研究所 2.中国科学院大学
推荐引用方式 GB/T 7714	张伟为,康元顺,崔哲华,等. 基于正交试验方法的大型有面外支撑杆X撑结构的屈曲分析和优化设计[C]第30届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）,2021:124-129.

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Cp2021031.pdf（2828KB）	会议论文		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载