Resumen

La búsqueda de formas es uno de los pasos clave del proceso de diseño de estructuras de membrana de cable. Los métodos tradicionales de búsqueda de formas suelen ser complicados y poco precisos o estables. Por ello, se propone un algoritmo de optimización de enjambre de partículas (PSO) para la búsqueda de formas de estructuras de cable-membrana. Se optimizan la forma y las características de carga de las estructuras de cable-membrana. El objetivo de la optimización es minimizar la reacción de apoyo máxima, y el pretensado inicial en la superficie de la membrana se toma como variable de optimización. Las principales restricciones son la limitación de la resistencia del material, la tensión estructural y el desplazamiento del cable y la membrana. Se proporciona un programa basado en el PSO propuesto, y el modelo de optimización y el proceso de cálculo se implementan basándose en las plataformas MATLAB y ANSYS. Se lleva a cabo la búsqueda de la forma de tres estructuras típicas de cable-membrana, entre las que se incluyen la superficie catenaria giratoria, la superficie de silla de montar y el hiperboloide rómbico. Los resultados se comparan bien con los del método de densidad de fuerzas. Los pretensados iniciales de las tres estructuras de membrana se obtienen mientras que el resultado del form-finding es óptimo, respectivamente. El PSO propuesto muestra un método más preciso en la búsqueda de forma de estructuras cable-membrana de una manera más sencilla.

• Materias:Matemáticas
• Subjects:mathematics
• Palabras claves:estructuras de membrana, cable, hallazgo, pso, forma, método de densidad de fuerza, limitación de la resistencia del material, reacción de apoyo máxima, optimización por enjambre de partículas, proceso de diseño completo
• Keywords:membrane structures, cable, finding, pso, form, force density method, material strength limitation, maximum support reaction, particle swarm optimization, whole design process