加筋圆柱壳结构的多目标优化设计研究

发布时间：2024-09-17 16:57

　　加筋圆柱壳结构是现代工程结构中应用广泛的结构体系,因此该结构在船舶工业、航空航天等领域中的优化设计研究也逐渐吸引了人们的关注,优化设计有利于挖掘结构更多的应用潜力,有利于降低成本、提高结构性能及安全性。本文简要介绍了当前常用的几种优化算法及其原理。研究了ANSYS优化模块的零阶优化法和一阶优化法,同时较为详细地论述了两种方法的数学原理及优化流程。本文设计了三种不同形式的加筋圆柱壳结构,并在两种不同工况下进行了以重量为目标的尺寸优化设计研究。尺寸优化以ANSYS软件的优化模块为基础,在优化控制文件中对具体的参数设定、收敛精度、曲线拟合方式等进行适当的调整,并选取合理的优化工具,制定最佳的优化方案,分别用零阶方法和一阶方法设计了加筋圆柱壳结构的尺寸优化程序。基于ANSYS拓扑优化功能对上述三种加筋圆柱壳模型进行了固有频率拓扑优化设计,使用APDL语言分别编写了拓扑优化设计程序,频率拓扑优化以变密度法理论为基础,以序列凸规划(SCP)算法为优化求解方式。采用课题组开发的计算软件,基于BESO方法对加筋圆柱壳结构进行了以重量最小为目标的拓扑优化。由于最优拓扑的工艺性并不好,尤其是当边缘拓扑结构是...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.2模型边界条件示意图

-26-图3.2模型边界条件示意图.3.2Thediagramoftheboundaryconditionofthemodel

图3.1模型一的有限元模型

（a）等轴侧视图（b）左视图图3.1模型一的有限元模型Fig.3.1Thefiniteelementmodelofthefirstmodel

图3.5目标函数迭代曲线

（a）零阶方法（b）一阶方法图3.5目标函数迭代曲线Fig.3.5Theiterativecurveofobjectivefunction

图3.4设计变量迭代曲线

-28-Fig.3.3Thediagramofuniformload分别采用零阶方法及一阶方法进行优化分析，以下是优化分析结果，图3.4、3.5、3.6分别给出了设计变量、目标函数、最大应力随迭代次数变化的曲线图。（a）零阶方法（b）一阶方法图3.4设计变量....

本文编号：4005756