[发明专利]一种基于联合迭代算法树状结构找形优化设计方法

摘要

一种基于联合迭代算法树状结构找形优化设计方法，所述树状结构在竖向荷载作用下所有构件只收到轴心压力的作用，除了找形以外还需要考虑构件稳定承载能力的问题。本发明利用平衡矩阵对树状结构进行找形分析，在此基础上，通过引入欧拉稳定承载力以考虑构件几何长度对稳定承载力的影响。在利用平衡矩阵对树状结构进行找形的基础上，通过与分枝欧拉稳定承载力结合并提出了相应的迭代算法。在通用有限元软件中形成刚度矩阵，并提取分枝的内力。通过改变每一个分枝的力密度进而达到优化分枝长度的目标。通过与以往计算结果的对比验证了本发明所提出的计算方法的可靠性；最后通过大型空间树状结构的分析，验证了所提算法对于大型树状结构的适用性。通过改进的平衡矩阵法对树状结构进行优化可以避免双单元法抗弯刚度不恰当而导致的计算不收敛问题。本发明的研究成果可为树状结构的找形优化设计提供理论基础。