超大跨径CFRP缆索悬索桥力学性能分析及优化设计.pdf

谖步犬海硕士学位论文超大跨径缆索悬索桥力学性能分析及优化设计‘分类号:籙导师姓名职称副导师姓名职称申请学位级别论文提交日期学位授予单位王策黄平明教授答辩委员会主席学位论文评阅人杨炳成教授魏广胜教高
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论文储虢腺屹妒论文作者签名:戈/泵辏衣们月·;日山年论文独创性声明论文知识产权权属声明工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为长安大学。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:‘
摘要随着碳纤维复合材料冲脑谇帕褐械挠τ醚芯浚湓诔罂缧髑胖械挠势日益受到人们的重视。然而,国内外尚无此类桥梁建成,在初步设计时,没有具体的结构尺寸以及相互之间的关系可以借鉴,所以进行优化设计是很有必要的。本文仅对缆索悬索桥的一些基本尺寸参数对结构的静力性能和自振特性的影响进行了对比分析,然后通过零阶优化法和一阶优化法对其进行静力优化研究,以期得到合理的构造尺寸。本文首先介绍了碳纤维复合材料冲幕玖ρ阅埽低车夭隽诵髑计算理论,包括弹性理论、挠度理论以及有限位移理论为悬索桥的静、动力分析提供理论基础,还介绍了结构优化设计理论,包括它的分类、一般数学模型和算法。其次,对缆索和钢缆索两种结构的理论极限跨径进行了对比,采用软件建立有限元模型,对缆索悬索桥和钢缆索悬索桥分别进行恒载、汽车荷载以及温度作用的对比分析计算,得出在这些工况下,二者的力学性能差异。然后,采用参数化有限元法建立主跨娜缌鳦滤餍索桥,并调整不同的参数,对比其在不同参数下的静、动力性能,分析这些参数对结构性能的影响。主要参数包括主缆尺寸、主缆垂度以及边中跨比。最后,详细介绍了优化设计的方法和步骤,并采用零阶优化法和一阶优化法对此悬索桥进行了静力性能优化,并对优化前后的模型进行了静、动力性能对比分析,为超大跨悬索桥的优化提供一些具有一定参考价值的结论。关键词:超大跨径,碳纤维复合材料缆索,力学性能,优化设计
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录目悬索桥发展综述⋯⋯⋯.....⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一,】⒄⒄骨魇朴朊媪俚奈侍狻材料简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..材料的力学特性及优缺点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯缆索悬索桥的可行性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯材料在缆索承重桥中的应用及研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯结构优化设计概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯本文主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯悬索桥结构计算理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..缆索悬索桥理论极限跨径分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.悬索桥有限元模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.ⅰ/钢缆索悬索桥静力性能分析与比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...阍刈饔孟碌木擦π阅芏员取第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。第二章悬索桥结构计算理论与优化设计理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第三章/钢缆索悬索桥静动力性能比较分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.Ⅳ.、~‘●’