基于约束变分原理的桁架截面尺寸优化设计方法

摘要

在实际结构中,对桁架结构截面尺寸的合理优化,可以使每根杆件承受最大载荷、发挥作用.通过这种方法,不仅可以使桁架材料充分发挥其性能,同时可以减小桁架重量,节约成本.目前截面尺寸优化的方法主要有两种:力学准则法和数学规划法.本文结合这两种方法分析一个桁架结构,以桁架中的杆件截面面积作为设计自变量,以桁架指定结点位移作为约束条件,以桁架用钢量作为目标函数,运用约束变分原理结合力法方程建立一种混合数值方法.通过实际算例,令该方法结果与软件仿真结果进行对比,验证了桁架截面尺寸优化的可靠性和正确性.