[发明专利]一种不确定载荷下的桁架结构稳健设计方法

摘要

一种不确定载荷下的桁架结构稳健设计方法，它有九大步骤：一：建立桁架结构稳健优化模型；二：根据结构所承受的不确定载荷，选取若干基础工况；三：计算不确定载荷在基础工况坐标系中的坐标的二阶和四阶中心矩；四：初始化设计变量；五：对各个基础工况进行有限元分析得到相应的结构位移向量；六：计算结构柔度的均值与标准差；七：对结构进行灵敏度分析；八：利用渐近线方法更新设计变量；九：判断是否满足终止条件，若满足，则停止迭代；否则重复步骤五至步骤八直到满足迭代终止条件。本发明较好的解决了载荷不确定条件下以结构柔度均值与标准差的加权和最小为目标进行桁架结构设计的技术问题。

主权项

一种不确定载荷下的桁架结构稳健设计方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：建立桁架结构稳健优化模型： min x : J = αμ ( c ) + βσ ( c ) s.t.:  Ku(ω)=f(ω)(ω∈Θ) g = V - V max = Σ e = 1 m l e x e - V max ≤ 0 xl≤x≤xu其中，J为目标函数，μ(c)和σ(c)分别为结构柔度的均值与标准差，α和β为两个非负实数且满足α+β=1；K 为结构整体刚度矩阵，f(ω)和u(ω)分别为结构的载荷与位移向量，ω 用于表示载荷的不确定性；m为桁架基础结构中杆件的数目，le和xe分别为杆件e 的长度和截面积，Vmax 为给定的材料体积用量；x为由xe(e=1,…,m)组成的向量，xl和xu分别为由xe(e=1,…,m)的下限和上限组成的向量；步骤二：根据结构所承受的不确定载荷，选取若干基础工况；步骤三：计算不确定载荷在基础工况坐标系中的坐标的二阶和四阶中心矩；步骤四：初始化设计变量；步骤五：对各个基础工况进行有限元分析得到相应的结构位移向量；步骤六：计算结构柔度的均值与标准差；步骤七：对结构进行灵敏度分析；步骤八：利用渐近线方法更新设计变量；步骤九：判断是否满足终止条件，若满足，则停止迭代；否则重复步骤五至步骤八直到满足迭代终止条件。