基于非连续面拓扑优化技术的块体结构体系稳定性分析方法

基于非连续面拓扑优化技术的块体结构体系稳定性分析方法

论文摘要

计算块体结构体系的极限荷载和确定其相应的临界破坏模式是实际工程中的一项重要任务。非连续面拓扑优化技术(DLO)基于严谨塑性理论的速度非连续面(能量耗散)和优化理论从大量的潜在非连续面集中确定非连续面的临界布局,从而构成临界破坏模式。DLO程序利用栅格点阵进行离散,节点间连线为潜在滑移面或速度跳跃的非连续面。相容性通过直接检验节点运动变量的线性方程来实现。最终的目标函数为速度变量的线性函数,依据所有非连续面的平动和转动总耗散能量建立。为提高计算效率,在传统基结构的基础上,提出考虑杆件激活和冗余删除的自适应节点连接算法。虽然优化解受离散节点初始位置的影响,但通过细分栅格节点,节点的确切位置将对优化解的影响相对较小。与相关文献的基准问题和算例进行比对,验证DLO方法的应用潜力。研究表明,改进的自适应节点连接算法,可应用处理常规的块体结构稳定性问题,不仅极大地提高了计算效率,而且避免数值计算的持续振荡。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄齐武

关键词: 块体结构,极限分析,非连续面拓扑优化,稳定分析,平动和转动

来源: 岩土工程学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 建筑科学与工程

单位: 北京市轨道交通建设管理有限公司,城市轨道交通全自动运行系统与安全监控北京市重点实验室,中国地质大学(北京)工程技术学院

基金: 国家自然科学基金青年基金项目(41202219),北京市重点实验室资助项目(SCJJ2018005)

分类号: TU311.2

页码: 2233-2242

总页数: 10

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基于非连续面拓扑优化技术的块体结构体系稳定性分析方法
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