基于MOGA遺傳算法的摩擦型高強螺栓設計參數優化研究

黃少威, 黃林杰, 孫 卓

(1.廣東承信公路工程檢驗有限公司, 廣州 511400; 2.廣州大學, 廣州 510006)

隨著中國鋼鐵產能和新型高強橋梁用鋼研發技術的不斷提高,極大地推動了裝配化和模塊化鋼結構的迅猛發展[1],實現快速裝配化施工是現代橋梁的發展目標之一。摩擦型高強螺栓因其適用于承受動力作用,整體剛度好,是現代裝配式鋼橋的一種重要連接方式,而諸如蓋板厚度、中板厚度、孔徑等設計參數的合理性是避免高強螺栓提前發生滑移、剪切等破壞的關鍵[2]。中美歐[3-5]的鋼結構設計規范對比分析表明,目前各國規范在螺栓材性方面規定比較接近,但對摩擦型高強螺栓的設計參數取值存在一定差異,而高強螺栓設計參數則直接影響其力學性能。摩擦型高強螺栓設計參數與力學性能相互關系,以往研究主要采用物理模型試驗與數值模擬相結合的研究方法[6-8],但數值模擬主要采用多因素單目標的方法,難以綜合考慮多目標的影響?；诖?本文根據以往試驗結果,擬采用多因素多目標的數值模擬方法對M20高強螺栓設計參數進行優化研究,旨在為進一步細化摩擦型高強螺栓規范的相關規定提供借鑒和參考。

1 摩擦型高強螺栓數值分析模型

我國現行規范[9]正式頒布于2011年,國內摩擦型高強螺栓的相關試驗主要集中于2005年左右。為驗證有限元模型方法的準確性,經綜合比較,本文建立了與文獻[7]試驗試件相同的有限元模型。模擬過程中盡可能讓模型加載條件與實際試驗條件保持一致,并將有限元計算結果與實測數據進行對比,驗證模型的可行性。……