收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于单元特性改变的渐进结构拓扑优化方法及应用研究

郭中泽  
【摘要】:结构拓扑优化设计是结构优化设计中近十几年来的热点研究领域。拓扑优化设计可以优化结构的拓扑构形,同时在一定程度上可以优化结构的形状和尺寸,已被广泛地应用于航空、汽车等领域,并对这些领域的发展有着重要的意义和价值。 论文研究了渐进结构拓扑优化设计技术,采用减小单元弹性模量和密度的方法进行单元删除,实现了线弹性结构的渐进结构拓扑优化设计;同时针对拓扑优化设计的数值不稳定现象的抑制技术开展研究。 然后就基于单元特性改变的渐进法在多工况、多目标拓扑优化设计、惯性过载作用下结构拓扑优化设计、阻尼材料最优配置和阻尼结构的拓扑优化设计进行应用研究。 在拓扑优化方法及其应用方面主要开展了以下创新性研究工作: (1) 在“硬杀死”技术渐进结构优化方法的基础上,研究了单元特性改变的渐进结构拓扑优化方法,对于需要删除的单元,将其弹性模量和密度都减小到一定值,即对单元的弹性模量和密度都进行“硬杀死”,本文称为基于单元特性改变的渐进结构拓扑优化方法(Element’s Properties Change Method,简称EPCM)。EPCM能够处理静力、动力拓扑优化问题,以及在惯性过载作用下结构拓扑优化设计;并探讨了空洞单元的密度和弹性模量之间的匹配问题,得到了空洞单元的弹性模量和密度匹配的充分条件。 (2) 针对现有的灵敏度再分配技术的不能处理三维结构的拓扑优化设计和高阶再分配的不足,研究了一种灵敏度高阶再分配格式,只需多次重复一阶灵敏度再分配格式,不需要复杂的系数表格,适合二维、三维拓扑优化问题的处理。这种方法对棋盘格式具有较好的抑制效果。 (3) 在现有连续设计变量的独立网格滤波技术基础上,研究了适合于EPCM的离散型独立网格滤波技术。离散型独立网格滤波技术在EPCM拓扑优化设计中对棋盘格式和网格依赖性具有较好的抑制效果。 (4) 总结了多工况灵敏度综合的“逻辑与方法”和“加权系数法”,利用多工况灵敏度综合的“逻辑与方法”,研究了EPCM在多工况拓扑优化设计中的应用;探讨了结构静力优化和动力优化相结合的多目标拓扑优化设计,利用了“先进行静力优化、提取合适的构形、再结合细啃技术的渐进法(Nibble Evolutionary Structural Optimization,NESO)进行频率调节”的多目标分阶段优化方法,实现了EPCM对多目标拓扑优化设计。相关研究表明,EPCM可以解决多工况和多目标拓扑优化设计问题。 (5) 研究了在惯性过载作用下结构整体刚度最大的拓扑优化设计问题,推导了


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 袁振,吴长春;采用非协调元的连续体拓扑优化设计 [J];力学学报;2003年02期
2 刘翔;龚曙光;曹素;刘新;;EFG法在拓扑优化中的灵敏度分析与应用[J];中国科技论文在线;2008年08期
3 彭细荣;隋允康;;有频率禁区的连续体结构拓扑优化[J];固体力学学报;2007年02期
4 龙凯;左正兴;肖涛;;连续体拓扑优化中的过滤算法研究[J];中国机械工程;2007年10期
5 何建军;姜节胜;;具有位移和频率约束的连续体结构拓扑优化的一种混合方法[J];机械强度;2008年06期
6 龙凯;左正兴;;谐响应下的连续体拓扑优化[J];中国机械工程;2007年13期
7 庄福晓;王科社;董建强;;双向渐进结构拓扑优化设计研究[J];机械工程师;2009年03期
8 陈志敏;赵龙彪;邱浩波;高亮;;拓扑优化中基于图论的邻接熵过滤方法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2010年03期
9 段宝岩,陈建军;基于极大熵思想的杆系结构拓扑优化设计研究[J];固体力学学报;1997年04期
10 荣见华,姜节胜,颜东煌,赵爱琼;基于人工材料的结构拓扑渐进优化设计[J];工程力学;2004年05期
11 董永芳,黄海;桁架拓扑优化的多点逼近遗传算法[J];计算力学学报;2004年06期
12 葛培明;李尧臣;;改进的遗传算法在连续体结构多目标拓扑优化中的应用[J];力学季刊;2008年03期
13 葛培明;陈虬;;改进的遗传算法在连续体结构拓扑优化中的应用[J];机械科学与技术;2006年07期
14 王跃方,孙焕纯,黄丽华;离散变量结构拓扑优化设计研究[J];固体力学学报;1998年01期
15 杜海珍,荣见华,傅建林,杨振兴;基于应变能的双方向结构渐进优化方法[J];机械强度;2005年01期
16 张淼;陈庆文;;结构拓扑及参数优化研究的发展[J];长春工程学院学报(自然科学版);2010年04期
17 徐国华,段宝岩;桁架结构拓扑优化设计的线性规划方法[J];应用力学学报;1991年04期
18 汪树玉,刘国华,包志仁;结构优化设计的现状与进展(续)[J];基建优化;1999年05期
19 蔡坤;张洪武;周强;陈飙松;;几何非线性连续体结构拓扑优化仿生方法[J];大连理工大学学报;2008年01期
20 朱朝艳,张晓东,王芳,刘斌;离散变量桁架结构拓扑优化的改进混合遗传算法[J];兰州大学学报(自然科学版);2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 叶红玲;隋允康;;ICM结构拓扑优化方法中过滤函数的探讨[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 郭能;周友国;雷刚;王伦;;重型汽车变速箱箱体拓扑优化[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年
3 牛东振;赵雅欣;晏明生;朱胜利;;飞机地板支持结构优化设计研究[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
4 何建军;姜节胜;;连续体结构动力学拓扑优化的一种混合方法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
5 郭中泽;邓克文;陈裕泽;;基于拓扑、形状和参数优化的集成设计研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
6 李杰;刘威;卫书麟;;生命线工程网络抗震拓扑优化研究[A];第三届全国城市与工程安全减灾学术研讨会论文集[C];2010年
7 邓晓龙;方子帆;刘国庆;;动力总成悬置支架拓扑优化研究[A];湖北省机械工程学会青年分会2006年年会暨第2届机械学院院长(系主任)会议论文集(上)[C];2006年
8 许英杰;张卫红;;热传导散热结构的拓扑优化设计[A];陕西省航空装备制造技术发展——第九届陕西省青年科学家论坛论文集[C];2006年
9 刘易军;宫赫;董欣;朱东;孟广伟;;基于骨重建理论及拓扑优化思想的胫骨上端模拟[A];第八届全国生物力学学术会议论文集[C];2006年
10 荣见华;梁清泉;杨端生;;基于结构拓扑随机变异的水平集优化方法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭中泽;基于单元特性改变的渐进结构拓扑优化方法及应用研究[D];中国工程物理研究院;2006年
2 刘震宇;微型及小型柔性机械结构的拓扑优化设计方法[D];大连理工大学;2000年
3 王晓明;特定功能结构的拓扑优化[D];大连理工大学;2010年
4 李顺利;无网格自然邻接点Petrov-Galerkin法及其在结构分析和拓扑优化中的应用[D];湖南大学;2011年
5 徐胜利;基于拓扑优化的结构刚度和渗流多功能材料设计[D];大连理工大学;2010年
6 杨姝;复杂机械结构拓扑优化若干问题研究[D];大连理工大学;2007年
7 贺丹;渐进结构优化方法的改进策略及应用[D];大连理工大学;2008年
8 左孔天;连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D];华中科技大学;2004年
9 胡三宝;多学科拓扑优化方法研究[D];华中科技大学;2011年
10 陈志敏;基于文化基因算法的拓扑优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马德森;基于节点密度的拓扑优化设计方法及应用研究[D];大连理工大学;2007年
2 卞钢;船体结构强度有限元分析与优化[D];大连理工大学;2005年
3 陈敏志;基于自适应有限元的结构拓扑优化法[D];河海大学;2006年
4 冯超恒;基于现有软件的结构拓扑优化设计实现技术与程序系统[D];大连理工大学;2006年
5 傅建林;连续体结构拓扑优化方法及其应用研究[D];长沙理工大学;2005年
6 李凌飞;基于变密度法的结构拓扑优化研究[D];吉林大学;2007年
7 辛星;基于类桁架的框架结构位移最小拓扑优化方法研究[D];华侨大学;2011年
8 杜雷;基于概率的连续体结构拓扑优化设计[D];西安电子科技大学;2004年
9 杨振兴;汽车与机械结构动力学拓扑优化方法及其应用研究[D];长沙理工大学;2005年
10 刘婉秋;杆系结构基于可靠性的拓扑优化研究[D];大连理工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 周强 本报通讯员 王凤云;山崩水蚀铸关山[N];地质勘查导报;2006年
2 记者 吴卫群;“五岛效应”应加以遏制[N];解放日报;2000年
3 记者 冯婉蓉;鼓楼街应该如何复兴[N];天津日报;2005年
4 吴厚斌;星牌掀起天花板“绿色革命”[N];北京商报;2006年
5 王刘芳;北京地铁交通规划全球招标[N];中国交通报;2001年
6 籍传茂 王兆馨;北美洲三国国家公园的历史、现状和经验[N];中国矿业报;2002年
7 中国国防科技信息中心 卢亮 徐海玉 齐振恒;世纪之初军事科技孕育新发展[N];解放军报;2001年
8 李柠;存储结构很重要[N];中国计算机报;2002年
9 ;黄河壶口瀑布地质遗迹[N];山西经济日报;2001年
10 左犀;激越的交响乐——北京旧城的平面布局[N];音乐周报;2000年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978