三杆桁架的优化设计

三杆桁架的优化设计

班级：机自Y107

姓名：罗展雄

学号：201000104091

考试题目：

下图所示为一个有3根杆组成的桁架，承受纵向和横向载荷，试对该结构进行优化设计，使得桁架重量最少。

系数K=班号（为5,6,7,8之一）×100+学号最后两位数，如7班同学，学号最后两位为20号，那么K=720

K=791

已知桁架的材料特性为：

弹性模量E=0.5K×103MPa=395500MPa

-3=0.3955泊松比：0.5K×10 密度ρ= K×10 kg/m

3=7910

kg/m3

许用应力：σ=0.5K×10-2MPa=3.955MPa 几何属性如下所示：

横截面面积变化范围：0.6×10-3～0.645m2） 基本尺寸B变化范围：10～0.5K×10-1m

集中载荷为：Fx= 2K×103N=11582×103N, Fy= -2K

×103N=-11582×103N

1、定义工作文件名及工作工作标题 1）定义工作文件名： 2）定义工作标题 2、定义参数和材料属性 1）定义参数的初始值：

2）设计材料属性：

3、定义单元类型及属性

1）定义单元类型：

2）定义实常数：

3）打开节点编号显示：

4）生成第一单元：

6）生成第二个单元：

8）生成第三个单元：

5、施加约束和载荷 1）施加边界载荷：

2）施加集中载荷：

3）求解运算：

4）保存优化结果到文件：

6、进入后处理，得到状态变量和目标函数的值 1）定义单元表：

2）计算单元体积的总和：

3）取出体积的值：

4）计算初始重量：

）设计单元表：

6）得到第一杆的轴向应力：

7）得到第二杆的轴向应力：

8）得到第三杆的轴向应力：

9）计算轴向力的绝对应力：

7、显示当前设计并生成分析文件 1）显示杆的当前设计：

2）改变视图方向：

3）生成优化分析文件：

8、进入优化处理器并指定分析文件 1）指定分析文件：

2）指定设计变量：

3）设置状态变量：

4）保存优化数据库： 5）设计目标函数：

6）指定一阶优化方法：

命令流方式：

/filename,luozhanxiong /TITLE,201000104091 *SET,b,25 *SET,a1,0.645 *SET,a2,0.645 *SET,a3,0.645 /PREP7 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0

MPDATA,EX,1,,3.955e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3955 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0

MPDATA,DENS,1,,7910 ET,1,LINK1 R,1,a1, , R,2,a2, , R,3,a3, , N,1,-b,0,0,,,, N,2,0,0,0,,,, N,3,b,0,0,,,, N,4,0,-25,0,,,,

/PLOPTS,INFO,3 /PLOPTS,LEG1,1 /PLOPTS,LEG2,1 /PLOPTS,LEG3,1 /PLOPTS,FRAME,1 /PLOPTS,TITLE,1 /PLOPTS,MINM,1 /PLOPTS,FILE,0 /PLOPTS,LOGO,1 /PLOPTS,WINS,1 /PLOPTS,WP,0

/PLOPTS,DATE,2 /TRIAD,OFF /REPLOT /PNUM,KP,0 /PNUM,LINE,0 /PNUM,AREA,0 /PNUM,VOLU,0 /PNUM,NODE,1 /PNUM,TABN,0 /PNUM,SVAL,0 /NUMBER,0

/PNUM,ELEM,0 /REPLOT FLST,2,2,1 FITEM,2,1 FITEM,2,4 E,P51X

TYPE, 1 MAT, 1

REAL, 2 ESYS, 0 SECNUM,

TSHAP,LINE FLST,2,2,1 FITEM,2,2 FITEM,2,4 E,P51X

TYPE, 1 MAT, 1

REAL, 3 ESYS, 0 SECNUM,

TSHAP,LINE FLST,2,2,1 FITEM,2,3 FITEM,2,4 E,P51X FINISH /SOL

FLST,2,3,1,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-3

D,P51X, , , , , ,ALL, , , , , FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,4

FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,4

F,P51X,FX,1582000 FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,4

F,P51X,FY,-1582000 SAVE

/STATUS,SOLU SOLVE

SAVE,'truss_resu','db','C:\\Users\\luo\\'

FINISH /POST1 AVPRIN,0, ,

ETABLE,evolumb,VOLU, SSUM

*GET,vtot,SSUM, ,ITEM,EVOLUMB *SET,dens,7910 *SET,wt,dens*vtot AVPRIN,0, ,

ETABLE,sigma,LS, 1

*GET,sig1,ELEM,1,ETAB,SIGMA *GET,sig2,ELEM,2,ETAB,SIGMA *GET,sig3,ELEM,3,ETAB,SIGMA *SET,sig1,abs(sig1) *SET,sig2,abs(sig2) *SET,sig3,abs(sig3) /SHRINK,0 /ESHAPE,2 /EFACET,1 /RATIO,1,1,1

/CFORMAT,32,0 /REPLOT /VIEW, 1 ,1,1,1 /ANG, 1

/REP,FAST EPLOT

/REPLOT,RESIZE

! LGWRITE,'truss_opt','lgw','C:\\Users\\luo\\',COMMENT FINISH /OPT

OPANL,'truss_opt','lgw',' ' OPVAR,A1,DV,0.6e-3,0.645, , OPVAR,A2,DV,0.6e-3,0.645, , OPVAR,A3,DV,0.6e-3,0.645, , OPVAR,B,DV,10,39.55, ,

OPVAR,DENS,SV, ,3.955e6, , OPVAR,SIG2,SV, ,3.955e6, , OPVAR,,DEL,2 OPVAR,,DEL,1

OPVAR,SIG1,SV, ,3.955e6, , OPVAR,SIG2,SV, ,3.955e6, , OPVAR,SIG3,SV, ,3.955e6, , OPSAVE,'truss_var','opt',' ' OPVAR,WT,OBJ, , ,1,

OPTYPE,FIRS OPFRST,15, , , SAVE OPEXE

KEYW,BETA,0

SAVE,'truss_opt_resu','db','C:\\Users\\luo\\' OPLIST,11, ,0 OPLIST,ALL, ,0

/AXLAB,X,iteration number /AXLAB,Y,structural weight /GTHK,AXIS,2 /GRTYP,0

/GROPT,ASCAL,ON /GROPT,LOGX,OFF /GROPT,LOGY,OFF /GROPT,AXDV,1 /GROPT,AXNM,ON /GROPT,AXNSC,1, /GROPT,DIG1,4, /GROPT,DIG2,3, /GROPT,XAXO,0, /GROPT,YAXO,0, /GROPT,DIVX, /GROPT,DIVY,

/GROPT,REVX,0 /GROPT,REVY,0 /GROPT,LTYP,0 /XRANGE,DEFAULT

/YRANGE,DEFAULT,,1 XVAROPT,' '

PLVAROPT,WT

/AXLAB,X,iteration number /AXLAB,Y,base dimension /GTHK,AXIS,2 /GRTYP,0

/GROPT,ASCAL,ON /GROPT,LOGX,OFF /GROPT,LOGY,OFF /GROPT,AXDV,1 /GROPT,AXNM,ON /GROPT,AXNSC,1, /GROPT,DIG1,4, /GROPT,DIG2,3, /GROPT,XAXO,0,

/GROPT,YAXO,0, /GROPT,DIVX, /GROPT,DIVY,

/GROPT,REVX,0 /GROPT,REVY,0 /GROPT,LTYP,0 /XRANGE,DEFAULT

/YRANGE,DEFAULT,,1 XVAROPT,' ' PLVAROPT,B

/AXLAB,X,iteration number /AXLAB,Y,cross_sec_tional area /GTHK,AXIS,2 /GRTYP,0

/GROPT,ASCAL,ON /GROPT,LOGX,OFF /GROPT,LOGY,OFF /GROPT,AXDV,1 /GROPT,AXNM,ON /GROPT,AXNSC,1, /GROPT,DIG1,4, /GROPT,DIG2,3, /GROPT,XAXO,0, /GROPT,YAXO,0, /GROPT,DIVX, /GROPT,DIVY,

/GROPT,REVX,0 /GROPT,REVY,0 /GROPT,LTYP,0 /XRANGE,DEFAULT

/YRANGE,DEFAULT,,1 XVAROPT,' '

PLVAROPT,A1,A2,A3 /AXLAB,X,iteration number /AXLAB,Y,maximun stress /GTHK,AXIS,2 /GRTYP,0

/GROPT,ASCAL,ON /GROPT,LOGX,OFF /GROPT,LOGY,OFF /GROPT,AXDV,1 /GROPT,AXNM,ON /GROPT,AXNSC,1, /GROPT,DIG1,4,

/GROPT,DIG2,3, /GROPT,XAXO,0, /GROPT,YAXO,0, /GROPT,DIVX, /GROPT,DIVY,

/GROPT,REVX,0 /GROPT,REVY,0 /GROPT,LTYP,0 /XRANGE,DEFAULT

/YRANGE,DEFAULT,,1 XVAROPT,' '

PLVAROPT,SIG1,SIG2,SIG3 finish

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9sj.html