【摘 要】
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铸钢节点是树状柱结构承载的关键所在。为充分保证铸钢节点传力路径合理、承载力高且能克服传统设计带来的壁厚较大问题,提出一种拓扑优化与尺寸优化相结合的节点设计方法。
【机 构】
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西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心,西北农林科技大学水利与建筑工程学院,黄河勘测规划设计有限公司
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(51179164).
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铸钢节点是树状柱结构承载的关键所在。为充分保证铸钢节点传力路径合理、承载力高且能克服传统设计带来的壁厚较大问题,提出一种拓扑优化与尺寸优化相结合的节点设计方法。利用拓扑优化获得满足强度与刚度要求的节点最优构型,通过截面尺寸优化减小节点壁厚,实现节点在满足承载力要求下的轻量化设计。在此基础上,结合某实际工程,进行具体优化设计。结果表明:经优化设计的铸钢节点与原节点相比,在正常使用状态下,最大应力降低8.97%,应力分布更加均匀,材料用量减少15.96%,且承载力满足要求,优化效果较为显著。
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