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자료유형
학술저널
저자정보
X.Y. Lu (Shandong Jianzhu University) J. WU (Shandong University) S.C. Li (Shandong University) Z.D. Wang (Shantui Construction Machinery co.) L.P. Li (Shandong University) Y.G. Xue (Shandong University)
저널정보
국제구조공학회 Steel and Composite Structures, An International Journal Steel and Composite Structures, An International Journal Vol.21 No.1
발행연도
2016.1
수록면
217 - 247 (31page)

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Five extended cylindrical reticulated shells are proposed by changing distribution rule of diagonal rods based on three fundamental types. Modeling programs for fundamental types and extended types of cylindrical reticulated shell are compiled by using the ANSYS Parametric Design Language (APDL). On this basis, conditional formulas are derived when the grid shape of cylindrical reticulated shells is equilateral triangle. Internal force analysis of cylindrical reticulated shells is carried out. The variation and distribution regularities of maximum displacement and stress are studied. A shape optimization program is proposed by adopting the sequence two-stage algorithm (RDQA) in FORTRAN environment based on the characteristics of cylindrical reticulated shells and the ideas of discrete variable optimization design. Shape optimization is achieved by considering the objective function of the minimum total steel consumption, global and locality constraints. The shape optimization for three fundamental types and five extended types is calculated with the span of 30 m~80 m and rise-span ratio of 1/7~1/3. The variations of the total steel consumption along with the span and rise-span ratio are analyzed with contrast to the results of shape optimization. The optimal combination of main design parameters for five extended cylindrical reticulated shells is investigated. The total steel consumption affected by distribution rule of diagonal rods is discussed. The results show that: (1) Parametric modeling method is simple, efficient and practical, which can quickly generate different types of cylindrical reticulated shells. (2) The mechanical properties of five extended cylindrical reticulated shells are better than their fundamental types. (3) The total steel consumption of cylindrical reticulated shells is optimized to be the least when rise-span ratio is 1/6. (4) The extended type of three-way grid cylindrical reticulated shell should be preferentially adopted in practical engineering. (5) The grid shape of reticulated shells should be designed to equilateral triangle as much as possible because of its reasonable stress and the lowest total steel consumption.

목차

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Allaire, G. / 2002 / A level-set method for shape optimization / Comptes Rendus Mathematique 334(12):1125~1130 google schola Chen, L.Z. / 1989 / The Optimal Method of Discrete Variable-Principle and Application / China Machine Press google schola Chen, Z.H. / 2009 / APDL Parametric Calculation and Analysis / China Water Power Press google schola Deng, H. / 1999 / Shape optimization of spatial reticulated shell structures / J. Zhejiang Univ. (Engineering Science) 33(4):371~375 google schola Dietl, J.M. / 2010 / Beam shape optimization for power harvesting / J. Intell. Mater. Syst. Struct google schola

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