基于渐进变分法的蛋盒型结构等效刚度分析及优化
发布时间:2018-01-16 07:31
本文关键词:基于渐进变分法的蛋盒型结构等效刚度分析及优化 出处:《工程科学学报》2017年09期 论文类型:期刊论文
【摘要】:对蛋盒型结构的等效刚度特性进行了分析并实现了蛋盒型结构参数的优化设计.首先以蛋盒型结构的单胞为研究对象,基于渐进变分法,得到了蛋盒型结构等效刚度特性的数值计算方法.随后用该方法计算蛋盒型结构不同参数情况下的等效刚度特性,并以结构参数为自变量,等效刚度特性为因变量进行拟合.最后应用拟合公式在限定泊松比或等效刚度的情况下,分别以最大化结构的屈曲载荷和最大化单位质量吸能能力的优化为例,对蛋盒型结构参数进行了量纲为一的优化设计.计算结果表明:蛋盒型结构拉伸刚度降低,弯曲刚度升高;蛋盒型结构的刚度特性与结构参数之间呈现非线性的特点,结构表现出负泊松比的特性;在给定优化目标和限定条件时应用拟合公式可以快速实现蛋盒型结构参数的主动优化设计.
[Abstract]:The equivalent stiffness characteristics of egg box structure are analyzed and the optimization design of egg box structure parameters is realized. Firstly, the unit cell of egg box structure is taken as the research object, and the incremental variation method is used. A numerical method for calculating the equivalent stiffness characteristics of egg box structure is obtained, and then the equivalent stiffness characteristics of egg box structure under different parameters are calculated, and the structural parameters are taken as independent variables. The equivalent stiffness characteristics are fitted as dependent variables. Finally, in the case of limiting Poisson's ratio or equivalent stiffness, the optimization of the maximum buckling load and the maximum energy absorption capacity per unit mass of the structure is taken as an example. The dimensionality optimization design of egg box structure parameters is carried out. The results show that the tensile stiffness of egg box structure decreases and the bending stiffness increases. The stiffness characteristics of egg box structure are nonlinear with the structural parameters, and the structure has the characteristic of negative Poisson's ratio. The active optimization design of egg box structure parameters can be realized quickly by applying the fitting formula when the optimization objective and the limited conditions are given.
【作者单位】: 北京科技大学机械工程学院;
【基金】:中央高校基本科研业务费资助项目(FRF--TP--16-010A3) 工信部2016年智能制造综合标准化与新模式应用项目
【分类号】:TB303
【正文快照】: 蛋盒型结构是一种具有较高的吸能质量比,较好的抗弯曲扭转性能,较好的高温稳定性等特点的轻质结构[1].同时该种结构易制造易回收,其原材料可以是金属薄板、聚合物板或复合材料板等,其结构经过简单的冷冲压或热冲压即可得到,已经在汽车、船舶行业得到应用.目前对蛋盒型结构进行
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,本文编号:1432158
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