基于多点自由度约束的方向性保形拓扑优化设计方法

发布时间：2017-11-23 16:10

  本文关键词：基于多点自由度约束的方向性保形拓扑优化设计方法

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【摘要】：保持飞行器气动面、功能面等型面的精确外形是飞行器刚度设计的重要内容.为控制飞行器结构局部区域的翘曲变形模式,抑制特定方向上有害的翘曲变形,提出考虑结构方向性保形约束的拓扑优化设计新方法.一方面,引入由保形区域内有限控制点生成的人工附加弱单元(artificial weak elements,AWEs),使控制点各自由度位移通过多点自由度约束(multi-point constraints,MPCs)传递到AWEs上,约束AWEs的变形能可以实现对保形区域翘曲变形的抑制;另一方面,合理配置多点自由度约束,将需要抑制的特定方向上自由度耦合到AWEs上,从而实现方向性保形优化设计.数值算例证明所提出的优化设计方法能在结构刚度拓扑优化设计的基础上实现对局部保形区域在特定方向上翘曲变形的有效控制,与已有约束所有自由度翘曲变形的保形拓扑优化设计相比,方向性保形优化设计在变形控制效果上更加具有灵活性.
【作者单位】： 西北工业大学工程仿真与宇航计算技术实验室;
【基金】：国家自然科学基金(11432011;51521061) 111引智计划(B07050) 中央高校基本科研业务费(3102014JC02020505)~~
【分类号】：V221
【正文快照】： 引言结构拓扑优化[1]通过优化材料的空间分布来达到减轻结构重量、提升结构性能的目的.经过近三十年的发展,拓扑优化在理论、方法和应用上取得了长足的进步[2-3],已成为飞行器结构设计的重要工具[4].目前,国内外拓扑优化相关研究工作大多着眼于结构整体性能指标的最优化,如柔

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1 饶军;基于ANSYS平台柔性机翼拓扑优化设计[D];南昌航空大学;2014年

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本文编号：1219030