多位移等式约束拓扑优化方法及应用研究

发布时间：2021-12-09 10:18

　　光电经纬仪各轴系精度及轴系间正交性对设备瞄准测量精度有着重要影响,与此同时,靶场现代化的发展对光电精密测量设备提出更进一步的轻量化需求。对传统结构设计中的刚度冗余进行改进,意味着实现轻量化设计的同时要保证设备中水平轴系和垂直轴系的正交性,进而提出优化中的位移约束问题。本文从拓扑优化方法出发,基于变密度法进行了有多点位移等式约束的拓扑优化方法研究,解决拓扑优化中在多个任意局部节点处有位移等式约束的问题,并针对光电经纬仪的关键零部件进行位移约束轻量化优化。本文主要工作如下:提出基于反力作用力的增广拉格朗日乘子法。从拓扑优化位移约束本身具有的物理本质出发,基于力学问题变分原理中位移约束引入拉格朗日乘子实质是位移约束点反作用力的理论依据,使用反作用力来近似替代传统单纯数学最优化方法中原本需要多次求解逼近的拉格朗日乘子,减少结构优化循环次数和方便多约束问题的快速求解。建立和求解多点位移等式约束拓扑优化模型。构建出基于变密度法的以刚度极大为目标、同时以体积约束和位移等式约束作为约束条件的结构拓扑优化模型。位移等式约束通过增广拉格朗日乘子法引入原目标函数,在拉格朗日乘子的求解中采用考虑具有真实物理意... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动态柔度极小目标的光电跟踪设备拓扑优化方法研究[J]. 王强龙,谢军,宫鹏,王晓明,刘震宇.  长春理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]1.2m望远镜次镜支撑结构设计[J]. 赵宏超,张景旭,杨飞,安其昌.  光学精密工程. 2017(10)
[3]多位移约束下渐进结构拓扑优化设计[J]. 谢亚军,荣见华,俞燎宏,朱海锋,李方义.  现代制造工程. 2017(08)
[4]经纬仪主镜在支撑系统下的面形变化[J]. 赵天骄,乔彦峰,孙宁,谢军.  中国光学. 2017(04)
[5]拓扑优化与增材制造结合:一种设计与制造一体化方法[J]. 刘书田,李取浩,陈文炯,张永存.  航空制造技术. 2017(10)
[6]经纬仪主镜轴向支撑结构仿真与优化[J]. 谢军,何锋赟,王晶,高阁,赵天骄,刘震宇.  红外与激光工程. 2016(S1)
[7]对连续体结构拓扑优化合理模型的再探讨[J]. 彭细荣,隋允康.  固体力学学报. 2016(02)
[8]大型光电经纬仪转台的一种轻量化设计[J]. 伞晓刚,王晶,薛育.  长春理工大学学报(自然科学版). 2010(04)
[9]多约束作用下连续体结构的拓扑优化[J]. 边炳传,隋允康.  计算力学学报. 2010(05)
[10]位移约束下连续体结构拓扑优化分析[J]. 叶红玲,隋允康,杜家政.  北京工业大学学报. 2007(09)

博士论文
[1]基于接触和振动仿真的经纬仪结构设计及轻量化研究[D]. 谢军.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]桁架结构拓扑优化的理论与应用研究[D]. 高阁.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2017
[3]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
[4]1m口径光电经纬仪关键部件优化设计与仿真分析研究[D]. 伞晓刚.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013

硕士论文
[1]基于刚架和壳体耦合结构拓扑优化设计研究[D]. 史航.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]基于三角测量法的激光位移传感器的研究[D]. 贾琦.长春理工大学 2014
[3]基于ABAQUS的位移约束结构拓扑优化方法研究[D]. 张新超.长沙理工大学 2012
[4]基于COMSOL平台的连续体结构拓扑优化方法研究[D]. 马涛.电子科技大学 2010
[5]基于变密度法的连续体拓扑优化设计[D]. 汤颖颖.长安大学 2008
[6]基于变密度法的连续体拓扑优化技术及其应用研究[D]. 黄杰.西北工业大学 2007



本文编号：3530469