加窗渐进结构优化算法

渐进结构优化算法通常用于寻找结构最优的拓扑形状,指导结构的设计。但其删除准则的缺陷易引起计算效率低等一系列问题。本文对删除准则进行了改进,提出了加窗渐进结构优化算法。该算法引入结构整体平均应变能密度作为单元删除准则,同时将单元删除率设定为窗口可调的自适应状态。该算法一定程度上解决了传统渐进结构优化算法中计算效率较低和优化过程易发生畸变的问题,且推广至高阶有限元单元应用后扩大了其应用范围。通过与Michell理论解对比,其构造的拓扑的可靠性也得到了证明。     

基于改进Drucker-Prager准则的GFRP管约束高强混凝土短柱单轴压缩分析模型

针对玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer, GFRP)管约束高强混凝土短柱的受力特点,及传统Drucker-Prager (D-P)准则存在拉剪区偏大的问题,提出了一种改进的D-P型塑性约束高强混凝土短柱单轴压缩分析模型,其考虑GFRP管约束效应相关的混凝土硬化/软化规律和非关联流动准则,以提高GFRP管约束高强混凝土短柱单轴压缩下轴向和环向应力-应变曲线的预测精度。该模型在ANSYS软件中实现了GFRP管约束高强混凝土短柱力学性能的计算模拟,并与试验结果的对比表明：两者的应力-应变曲线吻合较好,提出的分析模型合理可靠。此研究可为GFRP管约束高强混凝土的设计提供理论参考。     

配筋设计的正反向渐进演化结构优化方法对比研究

基于承载力、构造要求、混凝土开裂等多种情况,对比了遗传演化结构优化(GESO)与遗传递增演化结构优化(GAESO)两类优化算法的拓扑形状、计算效率、材料用量。随后,按弹性应力设计方法配筋与钢筋分离模型GESO设计方法配筋设计了构件静力对比试验,并根据试验结果类比分析了钢筋分离模型GAESO设计方法在混凝土开裂应力重分布时的表现。最后对双向、单向渐进演化结构优化算法进行了对比。结果表明:GAESO算法的效率高于GESO算法,能更好地利用构造钢筋的承载力;GESO设计方法得到的构件塑性更高,双向渐进演化结构优化寻求最优解的能力更强,但效率较低。