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热力耦合作用下支撑平台的拓扑优化

发布时间:2018-08-29 13:05
【摘要】:在光电经纬仪支架结构优化设计中,为了减少支撑平台变形对被支撑对象工作性能的影响,引入连续体拓扑优化技术进行结构设计。对支撑平台结构进行优化设计,使得受载荷时支撑平面的变形量减少。根据两种支撑平台的结构形式及可能工作的环境,建立位移最小热力耦合拓扑优化数学模型。应用材料属性有理近似模型(Rational approximation of material properties,RAMP)对弹性模量及热应力进行插值,并推导目标函数对设计变量的敏度,用Matlab编程,在Comsol脚本环境下对支撑平台结构在三种工况下分别进行拓扑优化设计。对比经验设计结构与拓扑优化设计的结构支撑平面的变形值,结果显示经优化后的结构支撑平面变形明显得到改善,证明了方法的正确性,为支撑平台结构设计提供可靠的理论基础。
[Abstract]:In order to reduce the influence of the deformation of the supporting platform on the working performance of the supported object, the continuum topology optimization technique is introduced in the optimization design of the structure of the photoelectric theodolite. The optimum design of the supporting platform structure can reduce the deformation of the supporting plane under load. According to the structure form of the two kinds of supporting platform and the possible working environment, the mathematical model of the displacement minimization coupled topology optimization is established. The material attribute rational approximation model (Rational approximation of material properties,RAMP) is used to interpolate the elastic modulus and thermal stress, and the sensitivity of the objective function to the design variables is deduced. The software is programmed by Matlab. The topology optimization design of the supporting platform is carried out under three working conditions under Comsol script environment. By comparing the deformation values of the support plane between the empirical design and the topology optimization design, the results show that the deformation of the structural support plane is obviously improved after the optimization, and the correctness of the method is proved. It provides a reliable theoretical basis for the structural design of the supporting platform.
【作者单位】: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学;
【分类号】:TH761.1

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本文编号:2211298

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