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仰拱结构优化设计方法研究
目录
内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.3主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.4技术路线与论文结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
仰拱结构理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.1仰拱结构受力机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
2.2相关计算理论与模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.3仰拱结构设计规范与要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2.4新型支护结构发展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
仰拱结构优化设计方法概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
3.1优化设计的定义与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
3.2优化设计的常用方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
3.3仰拱结构优化设计原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
3.4面临的关键技术与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
基于参数化设计的仰拱结构优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
4.1参数化建模技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
4.2仰拱结构关键参数识别．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
4.3参数组合与敏感性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
4.4参数化优化结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
基于有限元分析的仰拱结构优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
5.1有限元模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
5.2边界条件及荷载施加．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
5.3优化算法在有限元中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
5.4优化结果验证与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
基于机器学习的仰拱结构优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
6.1机器学习算法概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
6.2基于机器学习的代理模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
6.3仰拱结构设计参数预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66
6.4机器学习与传统方法的对比研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
工程实例应用分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
7.1工程案例背景介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71
7.2仰拱结构优化设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72
7.3优化前后结构性能对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
7.4工程应用效果评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81
结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82
8.1主要研究结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84
8.2研究创新点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．85
8.3存在问题与不足．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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