板系支承结构不确定性拓扑优化设计及其在大吨位液压机中的应用
发布时间：2023-02-12 19:22
随着现代航空航天、汽车工业、轨道交通等行业的高速发展,高精度、大吨位液压机作为高端制造装备中的代表在工业生产中正得到越来越广泛的应用。传统的液压机设计方法大多停留在基于现有设计的改进优化,不能满足新型液压机装备设计的需求。本文展开了对于不确定条件下液压机支承结构拓扑优化设计方法的研究,从概率不确定性分析与建模、基结构的设计、不确定性拓扑优化求解三个方面进行论述,并将其应用于大吨位液压机支承结构的拓扑优化设计中。论文主要内容如下:第一章对于液压机结构拓扑优化设计的研究意义与现状进行阐述,针对液压机结构的优化设计方法研究,离散结构的拓扑优化方法研究,拓扑优化基结构的设计方法研究与基于不确定理论的拓扑优化方法研究的现状进行了总结,提出了本文的研究框架。第二章对基于概率模型的不确定性进行分析。对概率不确定性理论进行阐述,基于随机不确定性描述了支承结构的可靠性指标与稳健性指标。同时,针对有限元模型计算量过大的缺陷,采用代理模型的方式进行真实模型的替代,最后基于代理模型提出了结构性能指标统计矩的估算方法,将其应用于稳健性指标的计算过程中。第三章研究了支承结构基结构的设计方法。提出了基于载荷路径的板...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的研究意义与技术背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 液压机结构优化设计研究现状
1.2.2 离散结构拓扑优化研究现状
1.2.3 拓扑优化基结构设计研究现状
1.2.4 基于不确定性理论的拓扑优化研究现状
1.3 论文的研究内容与组织框架
1.3.1 论文的研究内容
1.3.2 论文的组织框架
1.4 本章小结
第2章 基于概率模型的支承结构不确定性建模
2.1 引言
2.2 支承结构不确定性的数学描述
2.2.1 不确定性的概率模型理论
2.2.2 基于概率模型的结构可靠性指标
2.2.3 基于概率模型的结构稳健性指标
2.3 支承结构性能指标的近似模型建立
2.3.1 基于均匀设计拉丁超立方抽样的试验设计
2.3.2 基于GA参数寻优的SVR近似模型构建
2.3.3 响应函数统计矩的数值计算
2.4 本章小结
第3章 基于载荷路径可视化的板系基结构设计
3.1 引言
3.2 结构载荷路径建立及可视化
3.2.1 结构的U*参数载荷路径
3.2.2 刚度曲线与载荷路径可视化
3.3 板系基结构及其力学性能分析
3.3.1 基结构理论及其建立方法
3.3.2 板系基结构的结构与特征
3.3.3 板系基结构设计参数与承载能力分析
3.4 板系基结构布局求解及建立流程
3.4.1 横纵向传力板布置求解
3.4.2 基于载荷路径的板系基结构建立步骤
3.5 数值算例
3.6 本章小结
第4章 基于改进TLBO算法的支承结构拓扑优化
4.1 引言
4.2 TLBO优化算法及其改进
4.2.1 基本TLBO算法及其流程
4.2.2 TLBO算法自信度权重的改进设计
4.2.3 TLBO算法动态调整教学因子的设计
4.2.4 算法数值算例及对比
4.3 板系支承结构拓扑优化的数学模型
4.3.1 拓扑优化问题变量描述
4.3.2 拓扑优化数学模型与约束处理
4.4 不确定性拓扑优化模型建立与求解
4.4.1 可靠性拓扑优化模型构建
4.4.2 可靠性拓扑优化模型求解流程
4.4.3 稳健性拓扑优化模型构建
4.4.4 稳健性拓扑优化模型求解流程
4.5 数值算例
4.6 本章小结
第5章 液压机板系支承结构拓扑优化设计应用
5.1 引言
5.2 液压机支承结构设计优化应用背景
5.2.1 液压机整机设计方案
5.2.2 液压机载荷工况分析
5.2.3 液压机设计优化流程
5.3 液压机下横梁板系基结构设计
5.3.1 液压机下横梁载荷路径可视化
5.3.2 液压机下横梁基结构布局
5.4 液压机下横梁结构不确定性拓扑优化
5.4.1 液压机下横梁结构近似模型构建
5.4.2 液压机下横梁结构可靠性拓扑优化
5.4.3 液压机下横梁结构稳健性拓扑优化
5.5 液压机下横梁拓扑优化设计验证
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
作者简介
本文编号：3741680
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的研究意义与技术背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 液压机结构优化设计研究现状
1.2.2 离散结构拓扑优化研究现状
1.2.3 拓扑优化基结构设计研究现状
1.2.4 基于不确定性理论的拓扑优化研究现状
1.3 论文的研究内容与组织框架
1.3.1 论文的研究内容
1.3.2 论文的组织框架
1.4 本章小结
第2章 基于概率模型的支承结构不确定性建模
2.1 引言
2.2 支承结构不确定性的数学描述
2.2.1 不确定性的概率模型理论
2.2.2 基于概率模型的结构可靠性指标
2.2.3 基于概率模型的结构稳健性指标
2.3 支承结构性能指标的近似模型建立
2.3.1 基于均匀设计拉丁超立方抽样的试验设计
2.3.2 基于GA参数寻优的SVR近似模型构建
2.3.3 响应函数统计矩的数值计算
2.4 本章小结
第3章 基于载荷路径可视化的板系基结构设计
3.1 引言
3.2 结构载荷路径建立及可视化
3.2.1 结构的U*参数载荷路径
3.2.2 刚度曲线与载荷路径可视化
3.3 板系基结构及其力学性能分析
3.3.1 基结构理论及其建立方法
3.3.2 板系基结构的结构与特征
3.3.3 板系基结构设计参数与承载能力分析
3.4 板系基结构布局求解及建立流程
3.4.1 横纵向传力板布置求解
3.4.2 基于载荷路径的板系基结构建立步骤
3.5 数值算例
3.6 本章小结
第4章 基于改进TLBO算法的支承结构拓扑优化
4.1 引言
4.2 TLBO优化算法及其改进
4.2.1 基本TLBO算法及其流程
4.2.2 TLBO算法自信度权重的改进设计
4.2.3 TLBO算法动态调整教学因子的设计
4.2.4 算法数值算例及对比
4.3 板系支承结构拓扑优化的数学模型
4.3.1 拓扑优化问题变量描述
4.3.2 拓扑优化数学模型与约束处理
4.4 不确定性拓扑优化模型建立与求解
4.4.1 可靠性拓扑优化模型构建
4.4.2 可靠性拓扑优化模型求解流程
4.4.3 稳健性拓扑优化模型构建
4.4.4 稳健性拓扑优化模型求解流程
4.5 数值算例
4.6 本章小结
第5章 液压机板系支承结构拓扑优化设计应用
5.1 引言
5.2 液压机支承结构设计优化应用背景
5.2.1 液压机整机设计方案
5.2.2 液压机载荷工况分析
5.2.3 液压机设计优化流程
5.3 液压机下横梁板系基结构设计
5.3.1 液压机下横梁载荷路径可视化
5.3.2 液压机下横梁基结构布局
5.4 液压机下横梁结构不确定性拓扑优化
5.4.1 液压机下横梁结构近似模型构建
5.4.2 液压机下横梁结构可靠性拓扑优化
5.4.3 液压机下横梁结构稳健性拓扑优化
5.5 液压机下横梁拓扑优化设计验证
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
作者简介
本文编号：3741680
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