准确获取梁结构的截面形式及相应截面尺寸数据的方法

摘要

本发明属于结构力学领域，涉及一种高准确度获取颤振模型梁架结构的截面形式(矩形、“十”字形、“回”字形和圆环形等)及相应截面尺寸数据的方法。本发明以目标截面刚度数据和梁结构的重量指标为约束条件，综合考虑加工工艺及成本因素，首先通过优化比较确定目标梁结构的截面形式；然后，由目标截面刚度数据及已经确定的截面形式，计算得到截面尺寸的变化范围；再以最接近目标刚度数据为目标，截面尺寸的工程合理性为约束条件，通过优化选择技术，确定目标结构的截面尺寸数据。通过本发明可以较为准确地获得目标结构的截面形式及相应的截面尺寸数据，为颤振模型的准确设计提供了有力支持；也为类似结构的仿真、设计提供了可靠的方法。

主权项

一种准确获取梁结构的截面形式及相应截面尺寸数据的方法，其特征是：(1)以结构梁的重量指标和目标结构梁的刚度数据为约束条件，确定目标结构梁的截面形式，在满足达到同样刚度指标的前提下，重量最轻，同时也要考虑加工工艺的难易程度，加工成本的要求；目标结构梁的重量不应超过结构重量的30％；(2)依据目标结构梁的刚度和截面形式，确定目标结构梁的特征截面尺寸范围；(3)依据目标结构梁的截面形式，确定目标结构梁截面的参数比；在满足参数比条件的前提下，在目标结构梁的截面尺寸范围内，以第(2)步确定的特征截面尺寸范围的5％为步长，对所有可行的截面尺寸进行撒点试算，获取与各点对应的截面刚度数据；(4)将试算结果与目标结构梁的刚度数据进行比较，得到差额百分比数据，选取差额百分比数据中数值最小的点，作为第二轮试算的基准点；(5)以此基准点为中心，以第(2)步确定的特征截面尺寸范围的5％为幅度，确定第二轮试算的特征尺寸变化范围；(6)在第二轮试算的特征尺寸变化范围内，以第(2)步确定的特征截面尺寸范围的1％为步长，进行第二轮撒点试算，获取与各点对应的截面刚度数据；(7)将第二轮试算结果与目标结构梁的刚度数据进行比较，得到差额百分比数据，选取差额百分比数据中数值最小的点，与该点对应截面尺寸数据即为目标结构梁的截面尺寸数据。