用于空间桁架结构屈曲前与屈曲后分析的自适应搜索空间分解方法

本文提出了一种新颖的自适应搜索空间分解方法以及一种基于无梯度优化的新颖公式，用于空间桁架结构的屈曲前与屈曲后分析。空间桁架常用于结构工程中建造大型钢结构建筑，如桥梁和穹顶，其结构响应以大为特征。因此，这些结构易受由局部或整体屈曲效应引起的渐进式倒塌影响，从而导致突发失效。本文提出的方法可分析桁架结构在永久荷载和可变荷载下的荷载-平衡路径，包括稳定与不稳定平衡阶段，并显式考虑几何非线性。本工作的目标是通过优化系统的拉格朗日运动学参数来确定这些平衡阶段，从而确定整体平衡。然而，由于参数域未定义以及拉格朗日参数之间的敏感性与相互作用，该优化问题并非平凡。因此，我们将该问题表述为一个非线性、多峰、无约束、连续优化问题，并开发了一种新颖的自适应搜索空间分解方法，该方法逐步且自适应地重新定义搜索域（超球面），以使用无梯度优化算法评估系统平衡。本文处理了三个基准问题，并评估了一个代表实际结构问题的中等规模测试。结果与文献中有关位移-荷载曲线和变形构型的已有结果进行了比较。所采用方法的准确性与鲁棒性显示出无梯度算法在分析空间桁架结构方面的高度潜力。