许觅婷

【关键词】桁架 遗传算法 有限元 优化设计 模糊评判

随着科技的发展，桥梁结构要求越来越高，优化和可靠性设计正顺应这种发展趋势。桥的最佳设计可以减轻结构重量，提高结构特性，提高桥的安全问题和其他方面的益处。优化设计可以确保桥梁在安全性和耐用性，在相同条件下，实现经济和安全的最大化。

本文以桁架结构作为研究对象，采用ANSYS软件模拟优化设计最优结构，从而减少实验费用。

1 模型设计

在工程建筑领域，由于较昂贵的实体模型和复杂的周围环境，大型模拟仿真软件的应用越来越广泛。由于ANSYS软件的功能丰富、模块化结构和用户界面直观，能够解决非常复杂的工程计算难题，因而在各个工程领域得到广泛应用。

参数化是将尺寸、约束、载荷等都视为设计参数。当模型参数比较复杂时，一般选择所有参数的一部分作为独立变化的参数，称之为设计变量。由于较多的设计变量使得收敛于局部最优值的可能性增大，因此应选择尽量少的设计变量。设计变量应定义合理的范围，范围过大可能迭代次数较高，而范围过小可能会丢失最优值。同时，设计变量初始值的选择对收敛性影响较大，选择较好的初始值可以加速收敛于全局最优解，一般先通过试算选择初始值。约束条件要充分考虑构件的强度、断面位移和变量范围等。

采用ANSYS仿真模型确定不同参数组合下得到的应力值、位移值和结构质量，然后建立目标函数。……