十杆桁架结构优化设计.doc

题目：十杆桁架结构优化设计

日期：2023.09.16目录
TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc"1 设计题目 PAGEREF_Toc\h1
HYPERLINK\l"_Toc"2 设计过程 PAGEREF_Toc\h2
HYPERLINK\l"_Toc"2.1 一、运用Abaqus求解各杆轴力应力 PAGEREF_Toc\h2
HYPERLINK\l"_Toc"2.1.1 Abaqus计算流程 PAGEREF_Toc\h2
HYPERLINK\l"_Toc"2.1.2 结果 PAGEREF_Toc\h3
HYPERLINK\l"_Toc"2.2 二、运用材料力学知识求解 PAGEREF_Toc\h4
HYPERLINK\l"_Toc"2.2.1 基本思绪 PAGEREF_Toc\h4
HYPERLINK\l"_Toc"2.2.2 解题过程 PAGEREF_Toc\h4
HYPERLINK\l"_Toc"2.2.3 结果 PAGEREF_Toc\h5
HYPERLINK\l"_Toc"2.3 三、编写有限元程序求解 PAGEREF_Toc\h6
HYPERLINK\l"_Toc"2.3.1 程序基本环节 PAGEREF_Toc\h6
HYPERLINK\l"_Toc"2.3.2 Vs2023中重要的程序段 PAGEREF_Toc\h6
HYPERLINK\l"_Toc"2.3.3 程序输出文献 PAGEREF_Toc\h9
HYPERLINK\l"_Toc"2.3.4 材料力学、有限元程序、Abaqus结果比较 PAGEREF_Toc\h10
HYPERLINK\l"_Toc"2.4 四、装配应力计算 PAGEREF_Toc\h11
HYPERLINK\l"_Toc"2.4.1 解决技巧 PAGEREF_Toc\h11
HYPERLINK\l"_Toc"2.4.2 Abaqus解决技巧 PAGEREF_Toc\h11
HYPERLINK\l"_Toc"2.4.3 不加外力（P1,P2,P3）时材力，Ansys与Abaqus结果 PAGEREF_Toc\h12
HYPERLINK\l"_Toc"2.4.4 不加外力（P1,P2,P3）时材力，Ansys与Abaqus误差分析 PAGEREF_Toc\h12
HYPERLINK\l"_Toc"2.4.5 加外力（P1,P2,P3）时Ansys与Abaqus结果 PAGEREF_Toc\h12
HYPERLINK\l"_Toc"2.5 五、优化设计 PAGEREF_Toc\h14
HYPERLINK\l"_Toc"2.5.1 设计中变量的概念 PAGEREF_Toc\h14
HYPERLINK\l"_Toc"2.5.2 优化环节运用VS2023编写复合形法进行约束优化。 PAGEREF_Toc\h14
HYPERLINK\l"_Toc"2.5.3 VS2023优化程序 PAGEREF_Toc\h16
HYPERLINK\l"_Toc"2.5.4 优化结果 PAGEREF_Toc\h19
HYPERLINK\l"_Toc"2.5.5 结果说明 PAGEREF_Toc\h19
HYPERLINK\l"_Toc"3 设计感想 PAGEREF_Toc\h20
HYPERLINK\l"_Toc"4 备注 PAGEREF_Toc\h20
HYPERLINK\l"_Toc"4.1 参考书目 PAGEREF_Toc\h20
HYPERLINK\l"_Toc"4.2 说明 PAGEREF_Toc\h20
设计题目
十字桁架结构优化设计
现有十字桁架结构见图1，材料泊松比为0.3，E=2.1e11，密度为7.8×103kg/m3,许用应力为160Mpa，P1=600kN，P2=900kN，P3=600kN，杆1-6面积为A1=0.03m2,杆7-10面积为A2=0.02m。
1、运用Ａｂａｑｕｓ计算各杆的应力；
2、运用材料力学的知识求解，并与1计算出的结果做比较；
3、编写有限元程序求解，与1和2计算结果进行比较；
4、若杆5制作时短了0.001m，试求各杆的应力；
5、若令2节点的位移小于0.005m，A1、A2为0.005～0.05m2，试对结构进行优化，使其重量最小。（同材料力学优化结果比较）。
图