基于H∞范数的输电塔结构动力优化

来源：计算力学学报杂志2015年第5期北京时间：

作者：张鹏,李宏男,宋钢兵,张卓群,霍林生

单位：大连理工大学 建设工程学部, 大连 116024,大连理工大学 建设工程学部, 大连 116024,大连理工大学 建设工程学部, 大连 116024,美国休斯顿大学 机械工程系, 休斯顿 77004,大连理工大学 建设工程学部, 大连 116024,大连理工大学 建设工程学部, 大连 116024

摘要：目前输电塔结构设计主要基于静力及拟静力工况,以用钢量(总质量)为经济指标进行静力优化,忽略了动力荷载的频率特性。为解决输电塔结构动力优化问题,提出了基于H∞范数的优化方法。该方法以系统传递函数的H∞范数为优化目标,采用遗传算法对角钢截面进行优化。在计算H∞范数时,用串联多质点模型模拟塔架结构以简化计算。同时,引入惩罚函数来调整个体的适应度,从而保证优化结果满足静力工况,不出现杆件失稳且不增加用钢量。以一个实际输电塔结构作为算例进行优化计算,结果表明,该动力优化方法显著降低了输电塔的地震响应,同时保证结构满足静力工况且总质量不超过满应力优化法的用钢量。该方法不需要求解时域响应,计算效率较高。

关键词：输电塔架,H∞范数,遗传算法,地震响应,截面优化,

基金资助：国家自然科学基金委创新研究群体基金(51421064)资助项目.