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轻钢结构中门式刚架的优化设计

作　者: 肖峰
导　师: 黄松和
学　校: 西南交通大学
专　业: 机械工程
关键词: 门式刚架结构参数化设计语言 BEAM3 有限元
分类号: TU392.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文就我单位委托某建筑设计单位所设计的轻型钢结构厂房为基础，对厂房的门式刚架的各构件进行分析，在此基础上进行门式刚架结构优化设计。在进行刚架结构优化设计时，应在确保结构安全的前提下，使结构的用钢量最省、造价最低。这就是采用优化设计方法的优化目标。本文以有限元软件ANSYS作为平台，利用参数化设计语言APDL建立门式刚架有限元模型，将门式刚架分解成若干个BEAM3梁单元，采用弹性分析方法，结合钢结构设计理论和规范，按照模型受载情况，充分考虑生产实际和材料的规格系列，对门式刚架进行多次结构优化。优化后刚架减重效果明显，单榀减重1.624T，经济效益明显。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-12
  1.1 门式刚架的概念及轻型钢结构在我国的发展现状  7-8
    1.1.1 门式刚架的概念  7
    1.1.2 轻型钢结构在我国的发展现状  7-8
  1.2 门式刚架的设计优化  8-10
    1.2.1 门式刚架的结构设计  8-9
    1.2.2 优化设计  9-10
  1.3 本文内容简介  10-12
第2章优化平台ANSYS  12-19
  2.1 ANSYS软件及优化  12-19
    2.1.1 ANSYS软件概述  12
    2.1.2 ANSYS软件功能  12-13
    2.1.3 ANSYS参数化设计语言APDL  13-15
    2.1.4 ANSYS优化设计方法  15
    2.1.5 ANSYS优化设计过程  15-19
第3章建模  19-46
  3.1 项目课题背景  19-23
    3.1.1 门式刚架原始设计情况  19-23
    3.1.2 问题的提出  23
  3.2 建立力学模型  23-28
    3.2.1 假设和计算模型  23-24
    3.2.2 原设计力学模型建立  24-25
    3.2.3 荷载验证  25-27
    3.2.4 最不利荷载组合的确定  27-28
  3.3 有限元模型建立  28-39
    3.3.1 建模思路  28
    3.3.2 ANSYS参数化程序建模  28-31
    3.3.3 参数化建模源程序  31-34
    3.3.4 参数化程序加载  34-36
    3.3.5 参数化程序求解  36-39
  3.4 ANSYS结果分析及结论  39-46
    3.4.1 ANSYS结果分析  39-44
    3.4.2 分析结论  44-46
第4章优化并求解  46-69
  4.1 优化原则及模型建立  46-48
    4.1.1 优化原则  46
    4.1.2 优化模型  46-48
  4.2 优化  48-66
    4.2.1 优化源程序  48-50
    4.2.2 初次优化结果  50-56
    4.2.3 二次优化  56-63
    4.2.4 三次优化  63-65
    4.2.5 分析比较  65-66
  4.3 优化结果印证  66-69
    4.3.1 优化结果印证  66-68
    4.3.2 优化结果应用  68-69
第5章结论  69-71
致谢  71-72
参考文献  72

轻钢结构中门式刚架的优化设计

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