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薄板结构低噪声仿生拓扑优化方法

发布时间:2018-11-05 18:35
【摘要】:针对薄板结构的低噪声设计问题,以结构声辐射功率最小化为优化目标,借鉴植物脉序分枝结构的构型特征,提出了薄板结构加强筋布局的仿生拓扑优化方法。以结构应变能最小和释放局部最大剪应力作为加强筋主脉和次脉的生长准则,以广义Murray准则作为加强筋脉序的分歧准则,构造了具有脉序分级特征的加强筋自适应生长算法。以固支薄板结构的横向弯曲振动及声辐射问题为典型算例,对比分析了仿脉序分布加筋板结构的声辐射功率和振动功率流的分布特性。数值结果表明,与相同体积约束下的正交加筋布局方式相比,仿脉序分布加筋方法使薄板结构具有更优的声振特性,进而验证了薄板结构加强筋仿生布局降噪方法的有效性与可靠性。
[Abstract]:Aiming at the problem of low noise design of thin plate structures, a bionic topology optimization method for stiffening tendons of thin plate structures is proposed by using the structural sound radiation power minimization as the optimization objective and referring to the configuration characteristics of plant vein sequence branching structures. Taking the minimum strain energy and local maximum shear stress as the growth criteria for strengthening the main and secondary veins and the generalized Murray criterion as the bifurcation criteria for strengthening the vein order, an adaptive growth algorithm with the characteristics of pulse sequence classification is constructed. Taking the transverse bending vibration and acoustic radiation of clamped thin plate structure as typical examples, the distribution characteristics of acoustic radiation power and vibration power flow of stiffened plate structure with simulated pulse sequence distribution are compared and analyzed. The numerical results show that, compared with the orthogonal stiffened layout with the same volume constraint, the reinforcement method with simulated pulse sequence distribution makes the thin plate structure have better acoustic and vibration characteristics. Furthermore, the effectiveness and reliability of the noise reduction method for the bionic layout of stiffeners in thin plate structures are verified.
【作者单位】: 哈尔滨工程大学;哈尔滨理工大学;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51505096) 黑龙江省自然科学基金资助项目(E2015026) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(HEUCF150701) 黑龙江省青年科学基金资助项目(QC2016056)
【分类号】:TB535

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2312997

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