基于导重法的连续体结构功率流响应问题的拓扑优化

发布时间：2021-10-11 10:16

　　以最小功率流响应为目标,将导重法作为拓扑优化建模与求解方法,建立了相应的优化准则和迭代公式。通过典型算例研究了不同加载频率对结构最优拓扑的影响,数值结果表明:从宽频范围来看,结构在低频、中频和高频激振下的最优拓扑存在显著差异;低频段,结构最优拓扑趋于一致,而中高频段,结构最优拓扑对加载频率非常敏感。此外,以导重法求解结构功率流拓扑优化问题,具有迭代公式简单、适用范围广和易于收敛等优点,实现了对动力学拓扑优化问题简单、高效的求解。 

【文章来源】：哈尔滨理工大学学报. 2019,24(06)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

均布载荷作用下的四边固支方板

考虑加载频率在低频(ω=10,50,100 rad/s)、中频(ω=500,1 000 rad/s)、高频(ω=5 000 rad/s)等频率水平对结构拓扑及功率流响应的影响。对于低频激振工况,随频率增加结构高效区域逐渐向固支边界聚集,能量集中于固支边界中心区域附近,如图2～4所示。对于中频激振工况,能量集中于方板中心环形区域与四边中点区域的结构高效区,其功率流响应为负值,则此处结构受力和速度存在90°～180°的相位差,如图5～6所示。对于高频激振情况,能量集中于方板中心环形区域与心部区域的结构高效区,其结构受力和速度同样存在90°～180°的相位差,如图7所示。图2 最优拓扑及功率流响应(ω=10 rad/s)

最优拓扑及功率流响应(ω=10 rad/s)

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于步长因子改进的导重法求解拓扑优化问题[J]. 陈垂福,杨晓翔.  计算力学学报. 2018(01)
[2]利用导重法进行结构轻量化设计[J]. 陈树勋,韦齐峰,黄锦成,陈大海,陈瑞兵.  工程力学. 2016(02)
[3]利用导重法进行结构拓扑优化[J]. 陈树勋,韦齐峰,黄锦成.  计算力学学报. 2015(02)
[4]影响结构优化理性准则法优化效果的关键问题研究[J]. 陈树勋,韦齐峰,黄锦成.  固体力学学报. 2014(01)
[5]基于改进渐进结构优化方法的结构动力优化研究[J]. 陈炉云,张裕芳.  振动工程学报. 2014(01)
[6]结构优化导重准则及其意义与合理性[J]. 陈树勋,韦齐峰,黄锦成.  固体力学学报. 2013(06)
[7]基于RAMP插值模型结合导重法求解拓扑优化问题[J]. 陈祥,刘辛军.  机械工程学报. 2012(01)
[8]导重法求解单工况的拓扑优化问题[J]. 李枝东,刘辛军.  机械工程学报. 2011(15)
[9]多工况拓扑优化问题的一种新解法——导重法[J]. 刘辛军,李枝东,陈祥.  中国科学:技术科学. 2011(07)
[10]渐进结构优化法（ESO）和双向渐进结构优化法（BESO）的近期发展[J]. 谢亿民,黄晓东,左志豪,唐继武,荣见华.  力学进展. 2011(04)



本文编号：3430314