基于ICM方法的连续体结构拓扑优化设计研究
发布时间：2021-12-30 12:42
结构优化设计是用系统的、目标定向的过程与方法代替传统设计,其目的在于充分利用结构材料性能,使材料分布更加合理。结构拓扑优化是结构优化中的高层次部分,其主要通过改进结构的拓扑构型,从而改善结构性能,减轻结构自重,从而带来巨大的经济效益。结构拓扑优化在近几十年中取得了迅速的发展,已被应用于建筑、机械、航空、航天、海洋工程及船舶制造等领域,目前是结构优化领域中最富有挑战性的研究方向。结构拓扑优化从对象上可以大致分为两类:离散体结构拓扑优化和连续体结构拓扑优化两大类。相对于离散体结构拓扑优化设计而言,连续体结构拓扑优化的数学模型建立更加困难,涉及设计变量较多,数值计算量巨大,因而被认为是当前结构优化领域内的难点之一。以往大部分的连续体结构拓扑优化研究都是以体积作为约束,最小柔顺度的问题。并且,而在实际工程中,满足强度和刚度的需求是工程结构涉及的基本要求。因此,从事于应力和位移约束下的连续体结构最小重量的优化问题研究对于实际工程的设计有着重大的指导意义。本文以连续体结构为研究对象,基于ICM的拓扑优化方法,首先建立了以重量最小为目标,分别建立了应力约束、位移约束、应力和位移同时约束下的连续体结构...
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
结构优化的三个阶段尺寸优化（Sizeoptimization）：通过调节板材厚度、梁柱的横截面数据等尺
图 1.2 尺寸优化示意图优化（Shape optimization）：通过改变结构边界形状来实现结构优保持结构拓扑关系不变（即结构的基本布局不变）的情况下，探的边界和几何形状。在骨架结构中表现为优化节点的最优位置，表现为对结构的边界形状进行优化。目前关于形状优化设计的理较大的进展。图 1.3 形状优化示意图
图 1.2 尺寸优化示意图形状优化（Shape optimization）：通过改变结构边界形状来实现结构优化设即在保持结构拓扑关系不变（即结构的基本布局不变）的情况下，探求结理想的边界和几何形状。在骨架结构中表现为优化节点的最优位置，在实构中表现为对结构的边界形状进行优化。目前关于形状优化设计的理论研取得较大的进展。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SIMP理论的衡器载荷测量仪悬臂梁拓扑优化研究[J]. 陈垂福,蓝双,杨晓翔,梁伟,韦铁平,姚进辉. 机电工程. 2016(04)
[2]改进的导重法求解拓扑优化问题及灰度过滤技术[J]. 秦浩星,安宗文,孙道明. 计算机辅助设计与图形学学报. 2015(10)
[3]抑制拓扑优化中灰度单元的双重SIMP方法[J]. 张志飞,徐伟,徐中明,贺岩松. 农业机械学报. 2015(11)
[4]结构拓扑优化中过滤函数对优化效率的影响[J]. 尚珍,隋允康. 机械设计与制造. 2014(08)
[5]基于Ansys拓扑优化的电缆支架结构设计[J]. 赵琨,张曼华,刘津. 科技展望. 2014(14)
[6]基于对数型Heaviside近似函数作为过滤函数的动力响应结构拓扑优化ICM方法[J]. 叶红玲,李耀明,张颜明,隋允康. 工程力学. 2014(06)
[7]连续体结构拓扑优化改进的敏度修正方法研究[J]. 朱剑峰,林逸,陈潇凯,施国标. 中国机械工程. 2014(11)
[8]考虑密度梯度的敏度过滤方法[J]. 龙凯,傅晓锦. 计算机辅助设计与图形学学报. 2014(04)
[9]基于SIMP插值模型的棋盘格现象滤波控制算法研究[J]. 张宇,罗陆锋. 制造业自动化. 2012(19)
[10]结构拓扑优化中敏度过滤技术研究[J]. 杜义贤,王伟,李然,付君健. 工程设计学报. 2012(01)
博士论文
[1]移植ICM方法拓展的结构拓扑优化SIMP方法[D]. 易桂莲.北京工业大学 2014
[2]连续体结构静力拓扑优化方法与软件开发[D]. 叶红玲.北京工业大学 2005
硕士论文
[1]板壳结构动力学拓扑优化设计理论方法研究及二次开发[D]. 李耀明.北京工业大学 2014
[2]基于变密度法的箱型梁结构拓扑优化研究[D]. 冯伟.中北大学 2014
[3]基于变密度法的结构拓扑优化研究[D]. 王杰.中北大学 2014
[4]考虑弹塑性变形的结构拓扑优化及棋盘格抑制方法研究[D]. 豆麟龙.中国工程物理研究院 2014
[5]基于位移及应力约束的连续体结构静力拓扑优化[D]. 王润泽.哈尔滨工业大学 2010
[6]拓扑优化方法在重力坝设计中的应用研究[D]. 孙素敏.昆明理工大学 2010
[7]结构优化设计的渐进方法及优化设计的软件实现[D]. 刘涛.西北工业大学 2004
本文编号：3558218
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
结构优化的三个阶段尺寸优化（Sizeoptimization）：通过调节板材厚度、梁柱的横截面数据等尺
图 1.2 尺寸优化示意图优化（Shape optimization）：通过改变结构边界形状来实现结构优保持结构拓扑关系不变（即结构的基本布局不变）的情况下，探的边界和几何形状。在骨架结构中表现为优化节点的最优位置，表现为对结构的边界形状进行优化。目前关于形状优化设计的理较大的进展。图 1.3 形状优化示意图
图 1.2 尺寸优化示意图形状优化（Shape optimization）：通过改变结构边界形状来实现结构优化设即在保持结构拓扑关系不变（即结构的基本布局不变）的情况下，探求结理想的边界和几何形状。在骨架结构中表现为优化节点的最优位置，在实构中表现为对结构的边界形状进行优化。目前关于形状优化设计的理论研取得较大的进展。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SIMP理论的衡器载荷测量仪悬臂梁拓扑优化研究[J]. 陈垂福,蓝双,杨晓翔,梁伟,韦铁平,姚进辉. 机电工程. 2016(04)
[2]改进的导重法求解拓扑优化问题及灰度过滤技术[J]. 秦浩星,安宗文,孙道明. 计算机辅助设计与图形学学报. 2015(10)
[3]抑制拓扑优化中灰度单元的双重SIMP方法[J]. 张志飞,徐伟,徐中明,贺岩松. 农业机械学报. 2015(11)
[4]结构拓扑优化中过滤函数对优化效率的影响[J]. 尚珍,隋允康. 机械设计与制造. 2014(08)
[5]基于Ansys拓扑优化的电缆支架结构设计[J]. 赵琨,张曼华,刘津. 科技展望. 2014(14)
[6]基于对数型Heaviside近似函数作为过滤函数的动力响应结构拓扑优化ICM方法[J]. 叶红玲,李耀明,张颜明,隋允康. 工程力学. 2014(06)
[7]连续体结构拓扑优化改进的敏度修正方法研究[J]. 朱剑峰,林逸,陈潇凯,施国标. 中国机械工程. 2014(11)
[8]考虑密度梯度的敏度过滤方法[J]. 龙凯,傅晓锦. 计算机辅助设计与图形学学报. 2014(04)
[9]基于SIMP插值模型的棋盘格现象滤波控制算法研究[J]. 张宇,罗陆锋. 制造业自动化. 2012(19)
[10]结构拓扑优化中敏度过滤技术研究[J]. 杜义贤,王伟,李然,付君健. 工程设计学报. 2012(01)
博士论文
[1]移植ICM方法拓展的结构拓扑优化SIMP方法[D]. 易桂莲.北京工业大学 2014
[2]连续体结构静力拓扑优化方法与软件开发[D]. 叶红玲.北京工业大学 2005
硕士论文
[1]板壳结构动力学拓扑优化设计理论方法研究及二次开发[D]. 李耀明.北京工业大学 2014
[2]基于变密度法的箱型梁结构拓扑优化研究[D]. 冯伟.中北大学 2014
[3]基于变密度法的结构拓扑优化研究[D]. 王杰.中北大学 2014
[4]考虑弹塑性变形的结构拓扑优化及棋盘格抑制方法研究[D]. 豆麟龙.中国工程物理研究院 2014
[5]基于位移及应力约束的连续体结构静力拓扑优化[D]. 王润泽.哈尔滨工业大学 2010
[6]拓扑优化方法在重力坝设计中的应用研究[D]. 孙素敏.昆明理工大学 2010
[7]结构优化设计的渐进方法及优化设计的软件实现[D]. 刘涛.西北工业大学 2004
本文编号：3558218
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