军用桥渡结构疲劳仿真分析与优化设计

第1章 军用桥渡结构主要结构形式及其特点

1.1 军用桥渡结构分类

1.1.1 军用桥梁的组成

1.1.2 军用桥梁结构分类

1.1.3 军用渡河结构的组成

1.1.4 军用渡河结构分类

1.2 军用桥渡结构的特点

1.2.1 板梁武军用桥梁结构形式与特点

1.2.2 桁架式军用桥梁结构形式与特点

1.2.3 桥脚分置式浮桥结构形式与特点

1.2.4 带式浮桥结构形式与特点

1.3 军用拼装式结构的连接装置及其特点

1.3.1 焊接连接

1.3.2 螺栓连接

1.3.3 单销连接

1.3.4 挂钩连接

1.4 军用桥渡装备典型架设机构

1.4.1 平推式架设桥梁的架设机构

1.4.2 翻转式架设桥梁的架设机构

1.4.3 舟桥装备的典型架设机构

1.5 军用桥渡结构的战术技术要求及设计对策

1.5.1 主要军用载荷形式

1.5.2 快速架设要求

1.5.3 军用桥渡结构使用要求

1.5.4 高度机动性要求

1.5.5 高度适应性要求

1.5.6 抗损性要求

1.5.7 总体设计对策

第2章 桥渡工程结构疲劳分析理论

2.1 概述

2.1.1 桥渡工程结构疲劳分析理论的发展

2.1.2 桥渡结构疲劳设计理论及其应用

2.2 桥渡工程结构疲劳分析的基本概念

2.2.1 疲劳的定义

2.2.2 疲劳的特征

2.2.3 疲劳载荷

2.2.4 疲劳强度、疲劳极限与疲劳寿命

2.3 桥渡工程结构应力疲劳寿命分析

2.3.1 应力疲劳寿命分析的S-N曲线

2.3.2 平均应力修正理论

2.3.3 疲劳损伤累积理论

2.3.4 雨流计数法

2.3.5 等效应力理论

2.4 桥渡工程结构应变疲劳寿命分析

2.4.1 局部应力-应变法概述

2.4.2 局部应力-应变法

2.4.3 Neuber法及修正Neuber法估算疲劳寿命

2.5 桥渡工程结构抗疲劳设计

2.5.1 容许应力设计法

2.5.2 应力幅验算法

2.5.3 疲劳可靠性设计

2.5.4 改善疲劳性能的措施

第3章 桥渡结构优化设计理论

3.1 概述

3.1.1 桥渡结构优化设计研究现状

3.1.2 遗传算法在工程结构优化设计的应用

3.2 工程结构多目标优化设计方法

3.2.1 多目标优化方法概述

3.2.2 多目标优化方法的研究进展

3.2.3 多目标优化的Pareto方法

3.2.4 精英保留非劣排序遗传（NSGA-Ⅱ）方法

3.3 试验设计

3.3.1 试验设计的基本原理

3.3.2 试验设计的主要方法

3.3.3 试验设计的基本步骤

3.4 目标驱动优化分析

3.4.1 目标驱动优化分析原理

3.4.2 目标驱动优化理论

3.5 优化设计的6蠓治?

3.5.1 6蠓治龈攀?

3.5.2 产品可靠性、质量和安全性分析

3.5.3 6蠓治霰淞垦≡竦闹傅荚ò

3.6 工程结构的健壮设计

3.6.1 工程结构的健壮设计概述

3.6.2 健壮设计响应面法

3.6.3 健壮设计6蠓治?

3.6.4 基于可靠性的优化

第4章 仿真分析与优化设计系统ANSYS Workbench

4.1 ANSYS Workbench软件系统的组成及基本功能

4.1.1 ANSYS Workbench简介

4.1.2 ANSYS Workbench 14.0新增功能

4.1.3 ANSYS Workbench 14.0的启动与用户界面

4.1.4 项目分析任务在Workbench中的规划与管理

4.2 ANsYs Workbench疲劳仿真分析

4.2.1 疲劳仿真分析任务的建立

4.2.2 疲劳仿真分析工程数据Engineering Data的定义

4.2.3 几何模型的创建

4.2.4 有限元模型的建立

4.2.5 接触设置

4.2.6 定义载荷及边界条件

4.2.7 分析设置与求解

4.2.8 Fatigue Tool：疲劳分析工具的设置

4.2.9 仿真分析结果输出与分析报告生成

4.3 ANSYS Workbench优化设计系统Design Explorer

4.3.1 Design Explorer的基本特征

4.3.2 优化参数的分类与定义

4.3.3 优化分析任务的建立

4.3.4 优化参数的输入

4.3.5 Parameter Correlation（优化参数相关性分析）

4.3.6 Design of Experiments（实验设计）

4.3.7 Response Surface（响应面）

4.3.8 Goal Driven Optimization（目标驱动优化）

4.3.9 Six Sigma Analysis

第5章 军用桥渡结构疲劳仿真分析

5.1 军用桥渡结构疲劳仿真分析模型的建立

5.1.1 军用桥渡结构疲劳仿真分析需求

5.1.2 丙丁接头三维参数化建模

5.2 丙丁接头的ANSYS Workbench疲劳仿真分析

5.2.1 ANSYS Workbench启动及分析任务的建立

5.2.2 工程数据的定义

5.2.3 接触模式的模拟

5.2.4 有限元网格划分

5.2.5 约束与载荷

5.2.6 分析及输出结果设置

5.2.7 丙丁接头疲劳仿真分析输出结果

5.3 丙丁接头疲劳寿命评估

5.3.1 丙丁接头疲劳试验

5.3.2 丙丁接头寿命仿真分析结果与试验结果对比分析

第6章 军用桥渡结构优化设计

6.1 丙丁接头Design Explore优化设计模型的建立

6.1.1 ANSYS Workbench设计参数在SolidWorks中的定义

6.1.2 优化设计模型的导入、修改与更新

6.1.3 丙丁接头优化设计参数的确定

6.2 丙丁接头Design Explore优化设计

6.2.1 丙丁接头优化参数相关性分析

6.2.2 丙丁接头目标驱动优化分析

参考文献

《机动工程保障技术系列丛书：军用桥渡结构疲劳仿真分析与优化设计》共分6章，主要内容包括军用桥渡结构主要结构形式及其特点、桥渡工程结构疲劳分析理论、桥渡结构优化设计理论、仿真分析与优化设计系统ANSY SWork。bench、军用桥渡结构疲劳仿真分析、军用桥渡结构优化设计。
　　《机动工程保障技术系列丛书：军用桥渡结构疲劳仿真分析与优化设计》可作为道路、桥梁与渡河工程的研究生教材，也可作为从事军用桥渡结构相关研究设计人员的学习参考书。

《机动工程保障技术系列丛书：军用桥渡结构疲劳仿真分析与优化设计》针对军用桥渡结构主要形式及其特点，阐述了其疲劳与优化设计需求，引入桥渡工程结构疲劳分析与优化设计理论，并探讨了军用桥渡结构的相关设计问题，依托ANSYS Workbench软件平台，实现了桥渡结构连接装备疲劳仿真分析与优化设计。