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高层建筑钢结构基于风振响应和动力特性的优化设计
被引量：
3
1
作者
陈俊文
黄铭枫
《建筑钢结构进展》
2007年第5期13-18,共6页
高层建筑的风致响应和等效静力荷载虽然可以通过风洞试验和动力分析有效的加以确定,在结构设计的整个过程中这些等效风力却往往被当作常数来应用。本文提出了一个结合气动风力分析和结构刚度优化的自动化技术。在结构设计中利用这个技术...
高层建筑的风致响应和等效静力荷载虽然可以通过风洞试验和动力分析有效的加以确定,在结构设计的整个过程中这些等效风力却往往被当作常数来应用。本文提出了一个结合气动风力分析和结构刚度优化的自动化技术。在结构设计中利用这个技术,可以在优化结构刚度和最小化结构造价的同时,实时检查和更新作用在建筑结构上的等效风荷载。一个几何尺度与航空研究共同顾问理事会(CAARC)建议的建筑模型一致的钢框架结构被用来进行风力分析和结构优化的例子。结果表明这个技术不但能在满足位移设计要求的情况下优化结构刚度降低造价,而且也降低了作用在结构上的等效风力。
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关键词
高层钢结构
刚度设计优化
等效静力风载
风致振动响应
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职称材料
基于机器学习的变刚度纤维增强复合材料最小化结构柔顺性优化设计
2
作者
段尊义
刘亿
+4 位作者
张皓翔
陈志远
徐斌
朱继宏
阎军
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1849-1860,共12页
纤维增强复合材料层合板的变刚度优化设计,通过逐点优化纤维铺角的可设计性,从而匹配结构中应力状态的空间变化,更高效地发挥纤维增强复合材料层合板在强度与刚度性能上的方向性,为设计师提供了更广阔的设计空间与设计灵活度.然而,基于...
纤维增强复合材料层合板的变刚度优化设计,通过逐点优化纤维铺角的可设计性,从而匹配结构中应力状态的空间变化,更高效地发挥纤维增强复合材料层合板在强度与刚度性能上的方向性,为设计师提供了更广阔的设计空间与设计灵活度.然而,基于梯度类算法的传统复合材料变刚度优化设计,因其设计变量众多,不可避免地在结构分析与灵敏度分析中面临大规模计算的挑战.同时,结构在概念设计阶段存在载荷工况随机性问题,如何在初始概念设计阶段,针对随机载荷工况制定高效的设计方案具有重要工程价值.近年来,随着人工智能与高性能计算的快速发展,基于传统优化获得的数据集构建端到端的机器学习模型,为实现实时的复合材料变刚度优化提供了可能.文章采用反向传播(back propagation,BP)神经网络算法,建立了基于机器学习的纤维增强复合材料变刚度优化设计方法.首先,基于正态分布纤维优化(normal distribution fiber optimization,NDFO)插值格式,构建以最小化结构柔顺度为目标的复合材料变刚度优化设计模型,考虑载荷大小与方向的随机性,获得神经网络模型训练所需的样本集数据.其次,以最小均方误差(means square error,MSE)为目标函数,采用BP神经网络模型对样本数据集进行训练.最后,建立基于皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient)、均方误差的模型评价体系,对生成的神经网络模型进行评价.数值算例讨论了含圆孔MBB梁与悬臂C型梁变刚度优化设计,详细阐述了基于机器学习的复合材料变刚度优化方法的实施过程,系统地对比了所提出的基于机器学习的复合材料变刚度优化与传统基于NDFO插值格式复合材料变刚度优化设计结果在纤维铺角轨迹和目标函数的差异,验证了本方法的有效性.
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关键词
变刚度优化设计
机器学习
反向传播神经网络
正态分布纤维优化
纤维铺角
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职称材料
题名
高层建筑钢结构基于风振响应和动力特性的优化设计
被引量：
3
1
作者
陈俊文
黄铭枫
机构
香港科技大学土木工程系
出处
《建筑钢结构进展》
2007年第5期13-18,共6页
基金
大学资助委员会项目
香港
HKUST6302/04E和CA04/05.EG01
文摘
高层建筑的风致响应和等效静力荷载虽然可以通过风洞试验和动力分析有效的加以确定,在结构设计的整个过程中这些等效风力却往往被当作常数来应用。本文提出了一个结合气动风力分析和结构刚度优化的自动化技术。在结构设计中利用这个技术,可以在优化结构刚度和最小化结构造价的同时,实时检查和更新作用在建筑结构上的等效风荷载。一个几何尺度与航空研究共同顾问理事会(CAARC)建议的建筑模型一致的钢框架结构被用来进行风力分析和结构优化的例子。结果表明这个技术不但能在满足位移设计要求的情况下优化结构刚度降低造价,而且也降低了作用在结构上的等效风力。
关键词
高层钢结构
刚度设计优化
等效静力风载
风致振动响应
Keywords
high-rise
steel
structure
stiffness
design
optimization
equivalent
static
wind
loading
wind-induced
vibration
response
分类号
TU393.2 [建筑科学—结构工程]
下载PDF
职称材料
题名
基于机器学习的变刚度纤维增强复合材料最小化结构柔顺性优化设计
2
作者
段尊义
刘亿
张皓翔
陈志远
徐斌
朱继宏
阎军
机构
西北工业大学力学与土木建筑学院
西北工业大学深圳研究院
西北工业大学机电学院
大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1849-1860,共12页
基金
国家自然科学基金(12272301,12002278和U1906233)
广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515011970)
大连市支持高层次人才创新创业(2021RD16)资助项目。
文摘
纤维增强复合材料层合板的变刚度优化设计,通过逐点优化纤维铺角的可设计性,从而匹配结构中应力状态的空间变化,更高效地发挥纤维增强复合材料层合板在强度与刚度性能上的方向性,为设计师提供了更广阔的设计空间与设计灵活度.然而,基于梯度类算法的传统复合材料变刚度优化设计,因其设计变量众多,不可避免地在结构分析与灵敏度分析中面临大规模计算的挑战.同时,结构在概念设计阶段存在载荷工况随机性问题,如何在初始概念设计阶段,针对随机载荷工况制定高效的设计方案具有重要工程价值.近年来,随着人工智能与高性能计算的快速发展,基于传统优化获得的数据集构建端到端的机器学习模型,为实现实时的复合材料变刚度优化提供了可能.文章采用反向传播(back propagation,BP)神经网络算法,建立了基于机器学习的纤维增强复合材料变刚度优化设计方法.首先,基于正态分布纤维优化(normal distribution fiber optimization,NDFO)插值格式,构建以最小化结构柔顺度为目标的复合材料变刚度优化设计模型,考虑载荷大小与方向的随机性,获得神经网络模型训练所需的样本集数据.其次,以最小均方误差(means square error,MSE)为目标函数,采用BP神经网络模型对样本数据集进行训练.最后,建立基于皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient)、均方误差的模型评价体系,对生成的神经网络模型进行评价.数值算例讨论了含圆孔MBB梁与悬臂C型梁变刚度优化设计,详细阐述了基于机器学习的复合材料变刚度优化方法的实施过程,系统地对比了所提出的基于机器学习的复合材料变刚度优化与传统基于NDFO插值格式复合材料变刚度优化设计结果在纤维铺角轨迹和目标函数的差异,验证了本方法的有效性.
关键词
变刚度优化设计
机器学习
反向传播神经网络
正态分布纤维优化
纤维铺角
Keywords
variable
stiffness
design
optimization
machine
learning
back
propagation
neural
network
normal
distribution
fiber
optimization
fiber
laying
angle
分类号
V25 [一般工业技术—材料科学与工程]
V34 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高层建筑钢结构基于风振响应和动力特性的优化设计
陈俊文
黄铭枫
《建筑钢结构进展》
2007
3
下载PDF
职称材料
2
基于机器学习的变刚度纤维增强复合材料最小化结构柔顺性优化设计
段尊义
刘亿
张皓翔
陈志远
徐斌
朱继宏
阎军
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
已选择
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