工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模和動(dòng)力特性分析開(kāi)題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告及工作實(shí)施計(jì)劃院系機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年級(jí)、班級(jí)填表須知1、開(kāi)題報(bào)告由學(xué)生本人領(lǐng)取后，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下填寫(xiě)此表；2、工作實(shí)施計(jì)劃應(yīng)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)；3、本表一式三份，一份交院（系）教務(wù)部門(mén)，一份由教研室保存，一份裝訂到畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋中。一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模和動(dòng)力特性分析研究方向有限元分析、CAE課題來(lái)源國(guó)家部委省市廠礦自選備注課題類型理論研究應(yīng)用研究工程技術(shù)跨學(xué)科研究其他一、課題綜述及研究意義網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種高次超靜定的空間結(jié)構(gòu)，在國(guó)內(nèi)外大跨度建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于工程實(shí)際來(lái)講，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)是經(jīng)濟(jì)合理的，因此只有采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法才能較好地適應(yīng)這方面的要求。而近年來(lái)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)倒塌事故的發(fā)生，使得人們對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)非線性行為的研究產(chǎn)生了濃厚的興趣。由于它們的倒塌是突然發(fā)生的，因此在破壞前無(wú)明顯預(yù)兆?？臻g網(wǎng)架的這種“脆性行為”已由一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析所證實(shí)。因此要想全面地描述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的性能，以使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有足夠的可靠性，必須分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的極限行為,從而達(dá)到在優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上提高結(jié)構(gòu)安全度的目的。這對(duì)于實(shí)際工程來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。在工程網(wǎng)架的設(shè)計(jì)過(guò)程中將優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行極限分析就可以得到結(jié)構(gòu)的極限承載力，而在極限分析的基礎(chǔ)上增大一些桿件的面積，則可以提高結(jié)構(gòu)的極限承載力；但從極限設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，按線彈性理論所進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)并不是一個(gè)最好的結(jié)果，結(jié)構(gòu)尚具有很大的承載潛力。因此可以將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、地震響應(yīng)分析和極限分析相結(jié)合并使截面調(diào)整過(guò)程自動(dòng)化來(lái)對(duì)整個(gè)動(dòng)力特性進(jìn)行分析。目前可以用多種方法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性參數(shù)進(jìn)行反演，包括理論方法、實(shí)驗(yàn)方法，理論和實(shí)驗(yàn)相合的方法以及計(jì)算機(jī)仿真。通過(guò)本課題的研究，試圖建立一種參數(shù)化的有限元模型，并以減輕重量，降低成本為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)模態(tài)分析，找出這種類型的空間網(wǎng)架的固有頻率和模態(tài)振型，以便在設(shè)計(jì)和改進(jìn)時(shí)使網(wǎng)架的固有頻率避開(kāi)其使用過(guò)程中的外部激勵(lì)頻率。我國(guó)對(duì)網(wǎng)架的研究上也取得了一定的研究成果，如三角錐網(wǎng)架的壓桿穩(wěn)定性能試驗(yàn)研究等。但對(duì)建立網(wǎng)架的參數(shù)化有限元模型等研究，現(xiàn)有文獻(xiàn)記錄較少。因此，本課題的研究有一定的前沿性。且與生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)，有較好的應(yīng)用前景。本課題來(lái)自網(wǎng)架施工單位，在保證安全的前提下，提高設(shè)計(jì)效率，降低成本是現(xiàn)代企業(yè)的目標(biāo)。目前，空間網(wǎng)架的發(fā)展主要?jiǎng)酉蚴菍?shí)現(xiàn)最優(yōu)化（采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、輕量化、通用化、系列化；國(guó)外空間網(wǎng)架的設(shè)計(jì)施工和發(fā)展迅速，技術(shù)水平不斷提高。而國(guó)內(nèi)很多單位仍沿用傳通的設(shè)計(jì)方法，周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)效率低。如采用有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，可減去測(cè)試過(guò)程，大大縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率，降低成本。因此本課題的研究對(duì)工程實(shí)踐有著十分重要的意義。二、課題擬采取的研究方法和技術(shù)路線課題擬采用有限元法對(duì)體育館網(wǎng)架進(jìn)行靜、動(dòng)力特性分析，以找出桿件內(nèi)力分布、變形規(guī)律、固有頻率及在地震作用下的位移響應(yīng)。對(duì)驗(yàn)證原設(shè)計(jì)和指導(dǎo)設(shè)計(jì)修改有重大的意義。本課題已做了一定的前期準(zhǔn)備工作，如圖紙資料的收集，ANSYS軟件使用等有關(guān)資料等都基本上齊全。對(duì)研究工作中，對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，可通過(guò)外出查資料，到其他科研院所、工礦企業(yè)調(diào)研等方式加以解決。課題采用的技術(shù)路線是：收集資料，進(jìn)行理論及方法研究，熟悉有關(guān)軟件的操作包括網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的組成特點(diǎn)，有限元理論的基本概念，所用AYSYS軟件及編程語(yǔ)言的操作使用。建立參數(shù)化的有限元模型APDL語(yǔ)言的應(yīng)用、載荷類型及