网架型材自适应配料优化程序

1.本实用发明适用于空间网架结构型材采购优化，解决空间网架结构型材采购过程中采购过剩(利用率低)以及采购不足的问题。


背景技术：

2.空间网架结构构件一般采用非标准化型材，随着构件的位置及其受力情况的不同，其长度及截面也会随之变化。不同网架结构中构件的型材规格都是离散与不连续的。但在实际生产中，通常长度(也叫非定尺长度)一般在3～12m之间，比较常见的规格有6m、9m和12m。又因通常长度的价格要低于定尺长度的价格，因而在实际施工中大部分情况会采购通常长度的钢材。生产的规格固定与设计的灵活多变之间的矛盾必然会使得采购存在困难，采购不足或是采买过剩对于工程项目来说都是一种浪费，采购不足造成施工无法及时进行，延长工期自然就会带来工程成本的增加；采购过剩，型材利用率过低，自然也是一种经济上的浪费。本发明软件程序,正是用于解决这种设计灵活性与实际生产模式固定之间的矛盾。通过优化程序，合理采购不同长度规格的型材，避免型材采购不足问题，提高型材利用率。


技术实现要素：

3.提出了一套钢结构型材配料离散优化算法，以及基于该算法编制了空间网架结构自适应配料优化程序。离散优化算法的总体过程为：
4.1.依据常规设计确定初始设计向量x0，初始向量x0由网架结构构件的截面和厂家生产的型材通常长度构成。
5.2.构造目标函数t＝t(x0)，目标函数(target function)为某一确定设计向量所引起的总体造价，优化的过程就是寻找最优设计向量使得目标函数取得最小值。
6.3.引入约束条件bc为约束条件，或者叫边界条件(boundary condition)，约束条件是设计向量所允许的变动范围，可行解应该在边界条件的约束范围内。
7.4.确定搜索方向，沿搜索方向迭代循环比较不同设计向量对目标函数的影响值。
8.5.找到最小目标函数值对应的设计向量，输出该设计向量，其向量分量即为离散空间中的最优解。
附图说明
9.图1示出了本发明的配料程序数据输入界面。
10.图2示出了本发明的流程示意图。
具体实施方式
11.操作界面如图1所示，输入设计中所需要的网架构件型材规格，通过自优化算法计
算该网架结构为获得最优利用率所需要采购的通常长度规格的型材的数量及比例。
12.参考图1、图2所示，一种网架结构型材配料程序界面，包括：简便的windows软件操作界面，方便勾选通常长度尺寸的复选框界面设置和待选构件截面复选框设置。
13.一种网格结构型材配料优化算法，包括：
14.2.1构造初始设计向量其中表示第i个设计向量的第j个分量，分量可由网格结构材料的截面以及通常长度等参数构成。
15.2.2目标函数目标函数为某一确定设计向量所对应的经济参数，使得目标函数值造价最低的设计向量即为最优解。
16.2.3计算给定初始点的目标函数次梯度向量：
[0017][0018]
其中：为第j个分量增量，第j个分量方向的单位向量。
[0019]
2.4计算次梯度向量：
[0020][0021]
其中：
[0022]
2.5沿着方向进行搜索，获得新的设计向量后重新循环迭代，直到在整个离散空间中搜索完毕，输出最优解。