斜拉桥索力优化的matlab和ansys仿真

Odette 2013年1月7日浏览：32523

matlab和ansys联合仿真的原理在论坛中有较多的介绍，此处不在赘述。直接以邵旭东教授等编著的《桥梁设计与计算》的一例子来说明斜拉桥索力优化的matlab和ansys联合仿真的可行性。
书中相应的计算理论见原书p540-550。或参考郭钟群等人的论文《基于可行域法的斜拉桥索力优化》。
算例描述如下：

书中和该论文对算例采用了可行域法来确定索力。本贴也将采用该法。
计算的基本原理：采用matlab为主控程序，编制优化算法程序，将ansys计算得到的弯矩作为约束条件返回给matlab优化程序。
目标函数：弯曲应变能
约束条件：弯矩在可行域内，具体表达式见原书。
利用惩罚函数将约束优化问题转化为无约束优化问题。
新的目标函数：惩罚函数=弯曲应变能+弯矩惩罚项
优化方法：遗传算法
首先，建立有限元模型如下：

matlab输出结果：

即三索索力T1，T2，T3分别为 3137.819072011635 3303.436908252255 5114.168292024851KN，最小弯曲应变能为3.491895730000000e+004。
索与主梁相交的三个截面的弯矩可行域为：
截面1：md11 = 3.0973e+005 md21 = -2.6617e+006
截面2：md12 = -2.2499e+005 md22 = -2.6221e+006
截面3：md13 = -1.7047e+006 md23 = -1.8241e+006
三个截面的弯矩分别为： -2046378.2063 -1675845.4513 -1737980.5069
可见，弯矩全部落入可行域。
书中计算得到的T1=3307.400 T2=3620.100 T3=5418.100kN。
下面进行比较分析。
以T1=3307.400 T2=3620.100 T3=5418.100kN代入有限元模型，进行受力分析。

主梁应变能为 35202.9857，比本贴采用遗传算法优化后的应变能3.491895730000000e+004要大。
因此，若以主梁弯曲应变能最小为目标，本贴结果更优