结构设计论文范文参考 结构设计毕业论文范文[精选]有关写作资料

目录

1. 第一篇结构设计论文范文参考：大型风电叶片结构设计方法研究
2. 第二篇结构设计论文样文：大型风机叶片气动性能计算与结构设计研究
3. 第三篇结构设计论文范文模板：空间展开桁架结构设计理论与热控制研究
4. 第四篇结构设计论文范例：可靠度理论在结构设计中的若干应用研究
5. 第五篇结构设计论文范文格式：山地建筑结构设计地震动输入与侧向刚度控制方法

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第一篇结构设计论文范文参考：大型风电叶片结构设计方法研究

风能作为绿色可再生能源,已受到世界各国的广泛重视.叶片作为风电机组的核心部件,其设计理论和制造技术被视为风电机组研发的关键.目前,国内有关叶片结构设计研究仍然面临巨大挑战,深入开展相关基础理论与技术研究,对尽快掌握风电机组核心技术,提高自主创新能力具有重要意义.在此背景下,论文针对风电叶片结构设计方法及其关键技术展开研究.

基于现有风电叶片设计基础理论,论文分析了叶片气动参数、结构参数的构成,探讨了相关坐标系的定义以及气动设计的常用方法.通过风电叶片构造分析,比较了强主梁叶片和弱主梁叶片的构造特点,分析了不同叶片承载结构的设计区别.研究了复合材料经典层合板强度理论、基于梁理论的等代设计方法在叶片承载结构设计中的应用.

论文基于风特性的分析,给出了一种用于小尺度条件下风速、风向和湍流强度计算的脉动风工程计算模型,该模型可用于随机气动载荷的计算分析.对主要载荷计算方法、风况描述模型和机组运行状态进行探讨,分析了机组运行状态与外部风况的组合条件,确定了载荷计算所需最少设计工况.研究了风电叶片载荷时序仿真计算方法,采用统计外推法及Gumbel分布模型对含有随机成分的最大载荷进行统计分析,给出了叶片极限载荷计算方法.

综合运用复合材料经典层合板理论、基于梁理论的等代设计方法,建立了叶片主要承载结构设计方法,并编制验证程序,进行实例计算,验证了方法的有效性.计算结果表明,采用复合材料经典层合板理论设计叶片结构铺层和采用基于梁理论的等代方法计算叶片层合板厚度都是可行的.通过对比分析,基于梁理论的等代设计方法更为简便,可为复合材料铺层计算提供依据,其中采用刚度条件的设计结果更为接近实际叶片,说明刚度在大型风电叶片结构设计中是关键约束.

针对以往叶片气动与结构独立设计的问题,论文分析了厚度、实度和扭角等参数对叶片气动和结构性能的综合影响,给出了翼型沿叶片展向合理分布的气动结构平衡设计方法.该方法提出结构系数κ的概念,将大型风电叶片分为侧重结构强度的内圈与侧重气动性能的外圈,内圈采用钝后缘翼型以提高叶片结构强度和刚度,外圈采用薄翼型以提高气动性能,合理解决了气动性能与结构强度的矛盾.研究了叶片变桨中心位置设计方法,通过对扭矩载荷的分析,给出了叶片截面变桨中心与重心重合的设计方案,有利于减小叶片运行过程中的扭矩载荷.

第二篇结构设计论文样文：大型风机叶片气动性能计算与结构设计研究

近年来化石能源危机,环境危机使得可再生能源得到空前发展.风能作为环保型,无穷无尽之能源,在20世纪80年代后进入了发展的黄金时期.中国作为能源消费大国,近年来风电得到国家层面上的大力支持从而得到快速发展.但起步较晚使中国风电技术与风电发达国家差距很大,MW级以上风电设备设计技术基本依赖进口,作为风电机组关键部件之一的叶片尤其如此.本文在国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAA01A09)支持下,根据现有进口叶片,着重对大型水平轴风机叶片进行气动性能计算和结构设计进行了研究,取得如下成果:

(1)风轮气动性能主要包括功率、轴力、转矩以及其对应的功率系数、轴力系数和转矩系数,本文采用叶素动量理论,结合前人研究成果,建立了较完善的风轮叶片气动性能计算模型,考虑风轮实度(叶片数)、安装角、锥角、倾角以及叶片宽度、厚度,风轮偏航等因素,采用迭代法计算叶素诱导因子,编制matlab计算程序,分析了这些因素对风轮气动性能的影响.并在整个叶片翼展方向,对轴向诱导因子和周向诱导因子以及叶素功率分布进行了详细分析.分析结果表明,风轮实度、安装角对功率影响显著,锥角和倾角将会导致风轮各项气动性能下降.叶片宽度和厚度对风轮气动性能影响不大.

(2)完成了一整套利用有限元软件对大型叶片进行校核分析的方法,摸索出了具有复杂气动外形和内部铺层结构的复合材料叶片建模的有效方法.并直接利用软件对叶片各截面、各方向刚度进行近似计算,与理论值吻合良好,表明该方法可行、有效.与理论法相比,该方法简便易行,特别适合非规则截面复合材料构件刚度的计算.对叶片动力行为模态进行了理论上的探讨,推导出了叶片自振频率的估算公式,模态分析表明叶片第一阶模态发生在挥舞方向,第二阶发生在摆振方向,高阶模态逐渐复杂化,呈现出混合振型形式.应变的校核分析表明,叶片主要在叶根和最大弦长处有较大应变值.在稳定性分析中,发现叶尖区域是叶片可能发生失稳的一部分.

(3)对叶片设计的关键之一,结构铺层设计进行了研究,建立了大型叶片初步结构设计的理论方法.叶片采用分段原则,以叶片挥舞方向极限弯矩为设计载荷,综合运用前人总结的经验公式,以及经典层合板理论和Euler-Bernoulli梁理论,在外形不变的前提下,对现有750KW叶片在结构铺层上进行重新设计研究.研究表明,理论设计不是最终设计,前面的有限元校核分析,修正将起到十分重要的作用.通过对比分析,本文对750KW叶片的结构铺层设计比较合理,在叶片重量、挥舞方向刚度、叶尖挠度均占优势,仅在稳定性方面不如原有叶片.

(4)在主梁上用碳纤维材料替代玻璃纤维作为叶片主要承载构件的增强材料,研究了叶片弯扭耦合设计的可行性.首先对叶片弯扭设计进行了参数化研究,建立控制弯扭耦合的主要参数α,从理论和数值分析两个方面估算α可能的取值范围.进行弯扭耦合设计可以从几个方面进行,比如几何外形上,或者将材料主轴与主受力方向成一角度.本文采用后者,在主梁将碳纤维主轴与主受力方向成0°,、10°,、15°,和20°,角.对弯扭耦合设计后的叶片整体性能进行了分析,并与本文新设计的叶片结构进行了对比分析,研究表明,运用弯扭耦合设计理念,叶片结构性能在几乎所有方面都有了提高,这表明弯扭耦合的巨大意义,同时也显示了碳纤维运用到叶片结构设计中的潜力.

第三篇结构设计论文范文模板：空间展开桁架结构设计理论与热控制研究

空间结构越来越向大型化发展,故展开结构具有广泛的优势.对于展开结构,结构设计和热控制研究是两个基本内容.结构设计主要进行展开性能分析和实体模型设计,热控制研究是为了研究展开结构在轨中的热特性,以进行被动热设计和热控制.本文在大量学者研究的基础上,对结构设计采用阶段设计理论,对热控制研究从热传导方程和热弹性力学方程入手,利用热静力学和非耦合动力学理论,以桁架抛物面展开天线结构为基本模型,采用热有限元法,对其结构设计、温度场、位移场以及热致振动进行分析.主要研究成果如下：

为保证展开过程的有效性,在引入展开结构三阶段设计方法的基础上,提出了各阶段需要完成的目标参数和分析模型以及相应的理论进行验证.(1)概念设计阶段的主要任务是从概念上选择合适的展开折叠模式,完成的目标参数主要是可展性和可折叠性,研究模型为拓扑模型,采用广义逆理论进行结构形态控制分析.(2)模型设计阶段的主要任务是确定杆件和结点的具体尺寸,实现展开方案的实物模型化,完成的主要目标参数是杆件和结点协调性,防止实际展开过程中出现偏位和卡死的现象,研究模型为实体模型,采用多体动力学进行理论分析研究.(3)优化阶段的主要任务是对修正后的模型进行优化,完成的目标参数是各种实际目标参数,采用优化理论进行优化分析,实际目标参数作为优化设计的约束函数.结合设计方法,对空间望远镜调焦机构、伸展臂和桁架式可展抛物面天线进行分析.

利用热静力学理论,采用热有限元法,编制温度场计算程序,并推导了背架结构所引起的单元遮挡阴影面积.以桁架式展开天线为研究对象,分析背架热控涂层、背架材料以及热控涂层退化的影响等对桁架式展开天线的温度场和热变形的影响,对桁架式展开天线的总体热特性进行研究.提出桁架式展开天线被动热设计基本原则：(1)由于天线各部分温度分布极不均匀,引入极值温度区域指标,根据各构件的工作温度要求,确定设计极值温度区域,同时考虑热控涂层退化引起极值温度区域升高的影响,并且尽可能的选用高辐射率的热控涂层.(2)根据热控涂层吸收率辐射率比与极值温度区域的对应性,选择基本的热控涂层.(3)背架的材料特性对反射面极值温度影响不大,背架材料初始设计可单独进行,并且尽可能选择低热胀系数的材料.

为判断瞬态温度场有限元方程(非线性微分方程)解的准确性,结合空间展开结构的特点,引入了趋向准确解的附加收敛准则.利用非耦合动力学理论,推导了热致振动中由瞬态温度场引起的热荷载形式,将瞬态温度场以多点激励的方式施加于空间展开结构模型,进行空间展开结构热致振动特性分析.研究表明：(1)结点的转角位移热致振动比平动位移明显,呈现与结构低阶自由振型相似的特点.(2)结构物理特性不变,改变结构的约束方式,可以调整热致振动现象.

第四篇结构设计论文范例：可靠度理论在结构设计中的若干应用研究

自上世纪80年代以来,可靠度理论在结构设计中得到了很大发展,很多国家的结构设计规范都采用了可靠度设计方法,如美国的建筑规范、桥梁规范,欧洲标准以及日本和我国的一些结构设计规范等.但是无论是国内还是国外,可靠度理论在很多方面的应用还不是很完善,需要继续深入研究.就我国而言,可靠度理论在建筑工程领域的应用比较早、发展相对较快,而在电力建设工程领域的应用比较晚、发展也相对较慢.本文结合3个科研项目,对可靠度理论在建筑、港工和电网输电线路设计中的有关问题进行了研究,主要包括以下几个方面：

1.针对按现行建筑结构设计规范的分项系数设计方法设计的结构的可靠指标在不同情况下相差较大的问题,提出了建筑结构基于可靠指标的设计方法,其中优化确定了荷载与抗力的灵敏度系数,将其表示为荷载效应比的线性函数,从而建立了分项系数与荷载效应比的简化关系式.计算表明,按本文方法设计的结构的可靠度与目标值具有较好的一致性.

2.针对现行建筑结构规范正常使用极限状态设计中的频遇值系数和准永久值系数是按经验确定的问题,根据收集的楼面活荷载与风荷载的统计资料,采用统计原理确定楼面活荷载与风荷载频遇值系数和准永久值系数；针对混凝土规范对正常使用极限状态裂缝宽度验算所采用的荷载组合的修订,分别按规范规定和本文确定的准永久值系数对钢筋混凝土受弯构件的最大裂缝宽度极限状态进行了可靠度分析.结果表明,规范修订后准永久组合下最大裂缝宽度极限状态的可靠度满足统一标准的要求.

3.根据海洋环境中钢筋混凝土结构的工作特点,建立了钢筋未锈蚀、钢筋已锈蚀但混凝土保护层未开裂和混凝土保护层已开裂3个阶段的钢筋锈蚀概率模型；采用Monte-Carlo方法对钢筋锈蚀率和3种锈蚀状态的发生概率进行了统计分析；采用建立的钢筋锈蚀率概率模型,对满足港工规范最低耐久性要求的钢筋混凝土受弯构件的时变可靠度进行了分析.结果表明,某时刻钢筋的锈蚀率服从正态-正态*分布；结构在海洋环境中暴露时间越长,钢筋未锈蚀和保护层未开裂的概率越小,锈蚀钢筋混凝土构件的可靠度随时间明显降低.

4.根据收集的有关荷载、抗力的统计数据和有关标准的验收规定,确定了一般输电线路永久荷载、风荷载、覆冰荷载及杆塔构件、绝缘子、金具和导线抗力的统计参数和概率模型,采用考虑随机变量概率分布类型的一次二阶矩方法对按现行输电线路规范设计的输电线路的相关组件进行了可靠度校准,为确定跨高铁输电线路杆塔构件、绝缘子、金具和导线的目标可靠指标提供了依据.

5.根据对一般输电线路的可靠度校准结果,提出了跨高铁输电线路杆塔构件、绝缘子、金具和导线的目标可靠指标；建立了杆塔构件重要性系数以及绝缘子、金具和导线的安全系数与可靠指标的关系,从而可直接通过重要性系数或安全系数对输电线路进行可靠度设计.

第五篇结构设计论文范文格式：山地建筑结构设计地震动输入与侧向刚度控制方法

山地建筑在山地城市中被广泛应用且日益增多,而山地建筑结构抗震设计理论研究却严重滞后于工程实践的需要.在此背景下,本文系统地研究了山地建筑结构设计地震动输入问题和侧向刚度控制方法.主要研究工作及成果如下:

①为了满足山地建筑体系的需求和发展提出了与之对应的山地建筑结构概念,界定了山地建筑结构类型,澄清了山地建筑结构抗震设计关键问题,从而本文明确了山地建筑在设计时需要遵循山地建筑结构设计相关要求和规定.

②结合工程实际针对掉层结构不同的接地方式,提出了三种几何计算模型.从震害调查及工程实践中提炼和归纳了典型山地建筑结构存在的特殊问题,并基于掉层结构受力特性、动力特性及抗震性能的分析,将山地建筑结构抗震特殊问题梳理和概括为三个方面:地震动输入问题、竖向不规则问题和抗震措施问题.

③补充和完善了山地建筑结构设计地震动输入相关研究,为抗震规范相关内容的规定提供参考.采用有限元数值分析方法,计算了高度在10~70m范围,坡角在15°,~ 60°,范围内的28个粘弹性岩质坡地模型在水平和竖向白噪声输入下的线弹性响应,分析了坡高及坡角变化对坡地斜坡段反应谱及谱比的影响规律,给出了岩质山地建筑结构设计水平地震动放大系数,同时还给出了需要考虑竖向地震动影响的山地工程结构设计竖向地震动的放大系数.

④进行了山地建筑结构侧向刚度计算方法研究,利用等代柱的思想简化了山地建筑结构侧向刚度计算方法,揭示其内力分配规律.通过考虑掉层部分梁柱线刚度比的影响,给出等代柱高度计算方法,并验证等代柱方法的正确性.此外,通过考虑柱端转角的影响对单层单跨和多层多跨不等高框架柱抗侧刚度D值进行修正.相当于给出了掉层结构等代成底层不等高框架后手算底部刚度的方法.

⑤首次对山地建筑结构侧向刚度控制方法进行了研究,提出了山地建筑结构侧向刚度控制指标并给出了设计建议.主要包括:1)检验出现有层间受剪承载力指标和层刚度控制指标对掉层结构竖向不规则控制已经失效,2)根据掉层结构不等高接地的特点,针对掉层结构提出了“层内侧向刚度比”的概念,3)综合弹性层间位移角、层间剪力、相对屈强比的分布规律及弹塑性分析结果,给出了掉层结构层侧向刚度控制指标及薄弱层位置判定依据,4)给出了掉层结构计算起算点位置建议.5)给出了薄弱层内力调整和薄弱部位延性控制相关设计建议.

本文为第一本《山地建筑结构设计规程》编制奠定了研究基础及理论依据.

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结构设计引用文献:

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[2] 高层建筑结构设计专业论文选题 高层建筑结构设计论文题目如何取

[3] 建筑结构设计学论文选题 建筑结构设计专业论文题目如何拟