木塑保温墙板的结构优化分析.pdf

《木塑保温墙板的结构优化分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、张纪刚等：木塑保温墙板的结构优化分析33木塑保温墙板的结构优化分析‘张纪刚，付瑛琪，李秋义(1．青岛理工大学土木T程学院，山东青岛266033；2．北方设计研究院．石家庄050011)【摘要】将木塑保温板作为钢框架的填充墙进行设计时，选择多大的高度及横截面尺寸才可以使结构安全经济，对实际的工程设计具有较大的意义。因此本文将运用复形法和ANSYS提供的优化方法，对木塑保温墙板进行尺寸的优化设计，达到结构受力更加合理、材料用量最省、造价最低的目的。【关键词】木塑材料；保温墙板；优化分析【中图分类号】TU398【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)08

2、—0033—02WooDSTRUCTURALoPTⅡIZATIONANDANALYSISoFWALLINSULATIoNZHANGJi—gang，FUYing．qi，LIQiu—yi(1．SchoolofCivilEngineering，QingdaoTeehnologiealUniversity，ShandongQingdao266033，China；2．NORINDARInternational，Shijiazhuang050011，China)Abstract：Whenthesteelframeisdesignedwiththewood．plasticinsu

3、lationboardasafilledwall，selectinghowmuchheightandcross—sectionaldimensionswhichcanmakethestructuresafeandeco一●nomical，itis．ofgreatersignificancefortheactualengineeringdesign．Therefore，thisarticlewillusethecomplexshapemethodandtheANSYSoptimizationmethodavailable，thesizesofwod—plasticin

4、sulationwallboardaredesignedwiththeoptimummethodtoachieveamorerationalstructure，theleastmaterialconsumptionandthelowestcost．Keywords：wod—plasticmaterial；insulationboard；optimizationanalysis木塑板材是一种环保材料，可回收重复使用，且原料廉a≤≤b(i=1，2，⋯⋯，n)(4)价丰富，它在减少环境污染、保护森林资源、促进经济发展式中，a，b为设计变量取值范围的上下界。方面都有良好的效

5、益⋯。与传统木材比较具有很多优2ANSYS中的优化模块点拉J，比如：优良的防腐、防水、防虫蚀性能以及可锯、可钉ANSYS能够对几乎所有分析学科进行优化处理，它在的二次加工性能，因此具有广阔的市场前景。但木塑作为很多个领域的成功应用体现了这个特点，比如Motorola的手一种新材料，作为保温墙板，其结构形式如何优化，以达到机、Boeing的飞机等。承载力、又达到节约材料的目的，本文采用复形法和ANSYS在ANSYS中可以选择以下几种优化设计方法．6]：①有限元法进行优化分析。单步法(SingleRun)；②随机搜索法(RandomDesigns)；③1复形法乘子评估法

6、(Factoria1)；④最优梯度法(Gradient)；⑤扫描法复形法的基本思路是：在n维受非线性约束的设计(DVSweeps)；⑥一阶方法(First—Order)。本文选用一阶空间中由k>(n+1)个顶点构成多面体(称为复形)，对复优化方法。形的各顶点的函数值逐一计算并进行比较，不断丢掉函数3木塑保温墙板的结构优化值最劣的顶点，代人满足约束条件且函数值有所改善的新3．1问题描述顶点，如此反复，逐步逼近最优点为止。复形法是解决非线木塑保温墙板的截面形式如图1所示，两端简支，受横性不等式约束问题的有效方法，它能检查整个可行域，结果向荷载作用q=5kN／m，弹性模量

7、为3300MPa，最大应力取可靠，且收敛速度较快，尤其是当函数复杂时，更能体现其优越性。为12．272MPa，最大变形取为70mm。复形法的一般数学模型为：(1)设计变量。取5个设计变量，分别为向墙板肋设计变量：X=[，，⋯⋯Xr(1)厚、y向墙板肋厚、洞口长度、墙板厚度和墙板高度。向墙板肋厚和Y向墙板肋厚取值范围为0．003—0．01Hi，洞口目标函数：F()一min(2)并满足约束条件g(X)≤0(=1，2⋯⋯，m)长度取值范围为0．06—0．18m，厚度取值范围为(3)0．07m～0．1In，高度取值范围为2．4～3．6m。[基金项目]国家“十一五”科技支