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《基于正交試驗(yàn)方法薄壁壓桿截面優(yōu)化分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：V214.3學(xué)校代碼：10213UDC：530密級(jí)：公開碩士學(xué)位論文基于正交試驗(yàn)方法的薄壁壓桿截面優(yōu)化分析SECTIONOPTIMUMANALYSISOFTHIN-WALLEDCOMPRESSIVEBARBASEDONORTHOGONALEXPERIMENTALMETHOD碩士研究生：閆龍海導(dǎo)師：閆相橋教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：工程力學(xué)所在單位：復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所答辯日期：2009年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要薄壁結(jié)構(gòu)具有自身重量輕、彎曲剛度高、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在工
2、程領(lǐng)域有著很好的推廣應(yīng)用前景，在荷載作用下薄壁結(jié)構(gòu)破壞的主要形式是屈曲失穩(wěn)，而結(jié)構(gòu)的截面尺寸又是影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力最重要因素之一，因此有必要對(duì)結(jié)構(gòu)的截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法大都把結(jié)構(gòu)優(yōu)化最后歸結(jié)到目標(biāo)函數(shù)的極值上，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)該目標(biāo)函數(shù)所需變量較多，很難采用數(shù)學(xué)方程來(lái)求解。本文采用基于正交試驗(yàn)的變換優(yōu)化分析求解法進(jìn)行了薄壁結(jié)構(gòu)截面的優(yōu)化分析。所得主要結(jié)論如下：簡(jiǎn)要介紹了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的基本理論；推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定分析的線性和雙重非線性有限元方程和求解方法。利用有限元分析軟件ansys10.0建立工字形薄壁壓桿穩(wěn)定模型，通
3、過(guò)數(shù)值模擬對(duì)其進(jìn)行線性和雙重非線性穩(wěn)定分析，得到線性穩(wěn)定分析的特征值屈曲載荷和考慮模型初始缺陷和材料非線性穩(wěn)定分析的極限載荷。以薄壁壓桿的穩(wěn)定極限載荷為目標(biāo)函數(shù)，以工字形截面的尺寸為因素，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)不同因子水平的試驗(yàn)，并進(jìn)了直觀和方差分析。結(jié)果表明：翼緣寬度對(duì)穩(wěn)定極限載荷的影響最大，翼緣厚度次之，而腹板高度和腹板厚度對(duì)穩(wěn)定極限載荷影響最小不顯著。最后提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法建議，以穩(wěn)定極限載荷為目標(biāo)函數(shù)，以其顯著影響因子為設(shè)計(jì)變量，采用多元線性回歸原理建立了薄壁壓桿截面優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，在滿足截面面積相等的前提下，對(duì)截面進(jìn)行了
4、優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文建議的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法為實(shí)際工程應(yīng)用提供了參考，同時(shí)也為復(fù)雜非線性問(wèn)題的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了新的思路。關(guān)鍵詞薄壁結(jié)構(gòu)；屈曲失穩(wěn)；正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；非線性有限元；極限載荷；多元線性回歸I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThin-walledstructurewiththefeatureoflightinweight,highinbendingrigidityandbearingcapacityillustratesagoodprospectofapplicationandextensioninthefieldof
5、engineering.Themainfailureformofthin-walledstructureisbucklingunderload,andsectionaldimensionisoneofthemostimportantfactorsthataffectstabilityultimatebearingcapacity,thusoptimumdesignthatwedoforoptimumdesignofstructuresectionisverynecessary.Traditionaloptimumdesignmetho
6、dsascribedoptimumstructuretoextremumofobjectivefunction,buttheobjectivefunctionthatisdescribedwithmanyvariablesforcomplexstructureisdifficulttobesolvedbymathematicalequation.Thepaperbyconversionmethodbasedontheorthogonalexperimentaldesignmakesoptimumanalysisofthin-walle
7、dstructuresection.Mainconclusionsthatwedrawareasfollows:Thepapergivesfundamentaltheoryofstabilityanalysisinanutshell,deriveslinearandbi-nonlinearfiniteelementequationofstabilityanalysisandresolutionmethod.Thepaperbasedonfiniteelementsoftwareansys10.0buildsstationarymode
8、lofthin-walledcompressivebarwithI-shapedcross-section,makeslinearandbi-nonlinearstabilityanalysisthroughnumeri
