岳丽莎 魏一昌

(1.鹤壁职业技术学院，河南 鹤壁 458030； 2.河南科达东大国际工程有限公司，河南 郑州 450000)



某悬挑空间桁架尺寸优化设计

岳丽莎1魏一昌2

(1.鹤壁职业技术学院，河南 鹤壁 458030； 2.河南科达东大国际工程有限公司，河南 郑州 450000)

以某体育场为例，利用ANSYS有限元软件，对悬挑空间桁架的杆件进行了截面优化，并对结构进行了线性屈曲和非线性屈曲分析，得到结构的破坏机理和失稳模态，旨在为类似设计提供参考。

体育场，悬挑空间桁架，优化设计，ANSYS

0 引言

结构优化设计与传统的设计最大的不同点在于优化设计把力学概念和优化技术有机结合。优化设计在满足限制条件的情况下能达到缩小成本、改进设计质量的目的，具有很好的实用性。在工程实践中，从现存的工程实例中总结得出优化设计与传统设计相比可使工程造价减少5%～30%的结论[1]。

1 结构优化设计方法

尺寸优化又称截面优化，优化设计过程中以与截面相关的参数作为设计变量，在一定的约束条件下，综合运用数学规划理论和灵敏度分析相结合的有限元分析理论计算结构的应力和位移，由此来减低工程成本。尺寸优化研究重点主要集中在优化算法和灵敏度分析方面[2]。

优化设计是运用计算机有限元软件在一定的限制条件(即状态变量)下达到结构的最优形状、最低造价、最小重量等目标函数的设计方法。ANSYS增加了最优化设计的功能。

2 钢管桁架罩棚结构优化算例

2.1 工程概况

本项目为某体育场, 桁架结构采用正放三角形钢管桁架，桁架平面布置详见图1。……