四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼參數(shù)化建模及形狀優(yōu)化設計.pdf

1、網(wǎng)殼結構造型美觀，受力合理，應用范圍廣。但由于網(wǎng)殼結構節(jié)點和桿件數(shù)量較多，且網(wǎng)殼跨度、矢高、網(wǎng)格尺寸和類型等參數(shù)的變化會引起結構內力重新分配，因此在進行網(wǎng)殼結構受力分析和結構優(yōu)化設計時，重新建模的工作量非常龐大，而且造價比較高，因而對其進行形狀優(yōu)化設計很有必要。
　　 其中參數(shù)化建模程序的編制是網(wǎng)殼結構內力分析和優(yōu)化設計的前提和基礎。本文通過研究四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼節(jié)點生成和桿件單元生成的規(guī)律，應用大型有限元軟件ANSYS

2、自帶的APDL語言編制了相應的宏程序，實現(xiàn)了四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼的參數(shù)化建模;通過編制輸入界面，用戶僅需輸入網(wǎng)殼跨度S、矢高F、環(huán)向對稱重復區(qū)域份數(shù)kn、徑向節(jié)點圈數(shù)nx，即可方便地生成所需模型;大量建模實例表明，該方法和建模程序簡單、高效、實用，為采用ANSYS軟件進行不同類型、不同參數(shù)下網(wǎng)殼結構的快速生成提供了可能。
　　 在此基礎上，并在相同的幾何參數(shù)、位移約束和荷載條件下，對四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼結構進行了內力

3、分析，通過分析內力結果，總結了四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼結構最大應力和最大位移出現(xiàn)的位置及其分布規(guī)律，為施威德勒型球面網(wǎng)殼結構形狀優(yōu)化設計奠定了基礎。根據(jù)施威德勒型球面網(wǎng)殼結構的特點，以結構總耗鋼量（包括桿件重量和節(jié)點重量）最輕為目標函數(shù)，并以強度、剛度、長細比及穩(wěn)定性等作為約束條件，在FORTRAN環(huán)境下采用序列兩級算法編制了形狀優(yōu)化程序。
　　 對四種典型施威德勒型球面網(wǎng)殼結構跨度在30米、40米、50米、60米、70米、8