论文摘要
结构在服役期间经常受到风、地震或车载等激振作用,优化调整结构设计参数来设计结构动力特性以使其避开外部激励对应的卓越频率或高能频带,是提升结构安全性的有效手段.论文针对尺寸约束、频率禁区约束和结构重量最小化的结构动力学优化设计问题,基于Kuhn-Tucker条件和频率对变量的灵敏度,采用泰勒二级展开式推导并建立了结构频率对变量的二阶灵敏度单因子迭代计算方法,利用MATLAB平台编制了计算程序.算例表明比一阶灵敏度算法计算效率高、收敛稳定性强,且修正因子在优化全过程中无需调整,操作更为便利,并给出了单因子的合理取值区间.发现并初步论证了在设计变量未全部到达约束上下界时,"重量不再降低"只能作为最优的必要条件,"高阶频率收敛于频率禁区上限"则应是充要条件,更适合作为收敛判据,其可有力甄别"伪最优"状况.基于数据表征,初步揭示了优化变量的修改主要受频率梯度主导,并发现频率梯度值大小与变量修正幅度大体成反比的变化规律.该研究对结构的抗风、抗震和在役结构的动力加固改造设计均具有重要的理论指导价值和现实意义.
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 黄海新,李涛,程寿山
关键词: 频率禁区,结构重量,二阶灵敏度,条件,收敛判据
来源: 固体力学学报 2019年03期
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 公路与水路运输
单位: 河北工业大学土木与交通学院,交通运输部公路科学研究所
基金: 国家重点研发计划(2017YFE0103000),天津市交通运输科技发展计划(2018-35)资助
分类号: U441.3
DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.005
页码: 225-237
总页数: 13
文件大小: 280K
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