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西风独自凉 发表于 2012-9-6 10:02:20

斜拉桥索力优化的matlab和ansys联合仿真

本帖最后由 西风独自凉 于 2012-9-8 21:59 编辑

      斜拉桥合理成桥状态的确定原则在《 ansys斜拉桥成桥索力优化 》http://www.bridgehead.com.cn/thread-37278-1-4.html一贴中已经说过，matlab和ansys联合仿真的原理也在《matlab和ansys联合优化》http://www.bridgehead.com.cn/thread-46145-1-1.html和《matlab和ansys协同工作》http://www.bridgehead.com.cn/thread-31125-1-1.html中介绍过，此处不在赘述。直接以邵旭东教授等编著的《桥梁设计与计算》（该书论坛中好像有电子版）的一例子来说明斜拉桥索力优化的matlab和ansys联合仿真。
      书中相应的计算理论见原书p540-550。或者参考下面论文（文章作者非本人）。
      
       算例描述如下：

       书中对该算例采用了可行域法来确定索力。本贴也将采用该法。
       计算的基本原理：采用matlab为主控程序，编制优化算法程序，将ansys计算得到的弯矩作为约束条件返回给matlab优化程序。
       目标函数：弯曲应变能
       约束条件：弯矩在可行域内，具体表达式见原书。
       利用惩罚函数将约束优化问题转化为无约束优化问题。
       新的目标函数：惩罚函数=弯曲应变能+弯矩惩罚项
       优化方法：遗传算法
首先，建立有限元模型如下：

联合仿真计算结果输出：


即三索索力T1，T2，T3分别为:3137.819072011635   3303.436908252255   
5114.168292024851KN，最小弯曲应变能为3.491895730000000e+004。
可行域检验：算法计算结束时，索与主梁相交的三个截面的弯矩可行域为：
截面1：【-2.6617e+006，   3.0973e+005】N*m
截面2：【-2.6221e+006， -2.2499e+005】N*m
截面3：【-1.8241e+006， -1.7047e+006】N*m
三个截面的弯矩分别为： -2046378.2063   -1675845.4513   -1737980.5069N*m
可见，主梁弯矩全部落入其可行域内。说明计算结果合理。
结果比较分析：
邵教授书中计算得到的三索力分别为：T1=3307.400T2=3620.100T3=5418.100kN。
将邵书中结果T1=3307.400T2=3620.100T3=5418.100kN代入有限元模型，进行受力分析，提取主梁应变能。

主梁应变能为 35202.9857，比本贴采用遗传算法优化后的应变能3.491895730000000e+004要大。
因此，若以主梁弯曲应变能最小为目标，本贴结果更优。
      感谢参考文献的作者们！转载注明出处！   

nb2003ccc 发表于 2012-9-8 23:48:27

大拿发新帖，贴贴是精华！
小弟得滋养，功力天天长！
谢谢昨天与您的交流！进步不小！

bolhengzh 发表于 2013-12-13 20:18:05

楼主，您好！我最近正在做斜拉桥索力优化方面的研究，ansys已经上手有一段时间了，matlab还正处于摸索学习阶段，希望能得到您的帮助，拜读下您的命令流源文件，鄙人感激不尽！邮箱：bolhengzh@126.com

隔壁家的姑娘 发表于 2018-3-18 16:25:38

老师您好，最近在做毕业设计，也是有关您这方面的，但是遇到很多问题不能解决，试管毕业大计，能加一下您qq指导一下吗？或者发一下您的命令流参考学习一下？邮箱是：990519279@qq.com，谢谢您了

zuibest 发表于 2012-9-7 15:10:24

帖子还不错哦！！！

waiting1122 发表于 2012-9-7 22:08:19

楼主方不方便分享一下源代码？

西风独自凉 发表于 2012-9-9 13:53:03

nb2003ccc 发表于 2012-9-8 23:48 static/image/common/back.gif
大拿发新帖，贴贴是精华！
小弟得滋养，功力天天长！
谢谢昨天与您的交流！进步不小！

言过其实了，相互交流，共同进步！

nb2003ccc 发表于 2012-9-20 11:57:04

西风独自凉 发表于 2012-9-9 13:53 static/image/common/back.gif
言过其实了，相互交流，共同进步！

我也做出来了，谢谢您命令流和指导，终于搞明白了！

shain2004 发表于 2012-9-20 16:28:15

研究得挺不错。可以结合中国规范做二次开发。

西风独自凉 发表于 2012-9-25 11:04:22

nb2003ccc 发表于 2012-9-20 11:57 static/image/common/back.gif
我也做出来了，谢谢您命令流和指导，终于搞明白了！

很好，再接再励！发扬光大！

痞子/dx缘 发表于 2012-9-25 20:08:11

帖子还不错哦！！！

小刘刘 发表于 2012-9-28 13:51:01

楼主资料能不能传一份呢？

小刘刘 发表于 2012-10-7 23:41:50

您好 ，看了你的例子受益很多，有个地方请教下您。您那个斜拉桥用matlab优化时目标函数是U+U的罚函数，请教下您那个罚函数是不是就直接写出来就行了？还是需要迭代编程？希望得到您的解答非常感谢

西风独自凉 发表于 2012-10-8 11:16:39

本帖最后由 西风独自凉 于 2012-10-8 11:25 编辑

若以弯曲应变能最小为优化目标，因是约束优化问题，可以利用罚函数方法转化为无约束问题求解。
若以弯矩作为约束条件构造新的目标函数（惩罚函数），新的目标函数可以如此构造：惩罚函数=弯曲应变能+弯矩惩罚项。
弯曲应变能和弯矩惩罚项直接写出来带入上式即可。

小刘刘 发表于 2012-10-8 13:48:11

西风独自凉 发表于 2012-10-8 11:16 static/image/common/back.gif
若以弯曲应变能最小为优化目标，因是约束优化问题，可以利用罚函数方法转化为无约束问题求解。
若以弯矩作 ...

您好 您看是不是这个意思比如目标函数为U=uxi^2/2ei+k(ui-a)^2   
然后直接调用matlab的遗传工具箱，其间目标函数不需要罚函数其他语句，放大不符合目标函数的值。
另外想问您如果是 b>m>a，其罚函数项该怎么写呢？
放大系数k不用变化吗？

小刘刘 发表于 2012-10-8 13:48:49

我qq加您了，您看可以指点下吗？

dingling320 发表于 2012-10-8 14:20:12

帖子还不错哦！！！

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