【摘 要】
：
本文介绍了刚度扩散方法在桁架结构的布局优化设计中的应用。在该模型当中，本文采用径向基函数作为工具将离散的杆件单元刚度矩阵进行转换，其过程可视为将杆件刚度扩散至预先划分的背景网格单元中，在优化的整个过程中，每根杆件之间不必像在传统的基结构优化方法中那样保持相连，而是可以独立移动进行寻优，是一种全新的布局结构优化设计思路。本文中采用移动渐近线法作为优化求解器。优化结果显示该算法可以同时求解结构的拓扑、
【机 构】
：
华南理工大学土木与交通学院,广州510641 哈尔滨工业大学深圳研究生院,深圳518055
【出 处】
：
中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会
论文部分内容阅读
本文介绍了刚度扩散方法在桁架结构的布局优化设计中的应用。在该模型当中，本文采用径向基函数作为工具将离散的杆件单元刚度矩阵进行转换，其过程可视为将杆件刚度扩散至预先划分的背景网格单元中，在优化的整个过程中，每根杆件之间不必像在传统的基结构优化方法中那样保持相连，而是可以独立移动进行寻优，是一种全新的布局结构优化设计思路。本文中采用移动渐近线法作为优化求解器。优化结果显示该算法可以同时求解结构的拓扑、形状与尺寸的优化问题，收敛效果理想。
其他文献
基于Floquet-Bloch理论，推导了弹性波在周期性两相层状材料中传播时波数的显式解析函数表达式，分析了波数与频率、材料属性和结构参数之间的关系，确定了通带和禁带对应的频率范围。针对弹性波波数在频域的不连续性，利用波数余弦函数在频域的连续性以及与弹性波衰减系数的近似关系，考虑弹性波频率分布服从不同概率密度函数，建立在给定频段内最大化弹性波衰减效率的优化问题提法，通过迭代优化得到最优材料结构参数
本文利用ICM(独立、连续、映射)方法建立了频率约束下连续体重量最轻的拓扑优化模型。针对动力学拓扑优化中出现的局部模态问题，提出指数函数作为单元重量、质量阵和刚度阵的过滤函数，有效的防止了局部模态问题的出现。通过刚度过滤函数的倒变量表示瑞利商，并利用瑞利商对倒变量的泰勒一阶展式，将频率约束近似显式化。利用对偶理论将多设计变量有约束的优化模型转化为易于求解的少设计变量拟无约束优化模型，通过序列二次规
本文基于规整背景网格，提出了一种快速确定拓扑优化过滤策略中单元邻域的方法。在处理拓扑优化数值困难的过滤策略中，需要确定每一个单元邻域内有哪些单元及这些单元的权重系数。传统的方法是采用穷举法，即对每一个单元，循环所有其他单元，确定其他单元是否在该单元邻域内。由于传统方法的时间复杂度为O(N2)，当单元数目N比较大时，这种方法非常费时，其计算时间会达到一次静力分析所需时间的数倍，这在拓扑优化过程中是不
凝汽器管板是凝汽器的主要组成部件，由于其复杂的结构和受力特性，到目前为止，管板强度计算及其厚度的设计都采用经验的方法。本文以某公司大型凝汽器管板为例，通过采用当量实心板理论对管板的结构进行了简化，同时将胀接在管板上的管子通过体积不变，弹性模量等效的方法简化为了一个实体。通过加载适当的载荷对管板强度进行了有限元计算，分别得到了管板布管区以及非布管区的应力分布图以及形变图。研究表明，管板应力集中的部位
梁在受热荷载时会发生热膨胀。如果梁两端的约束限制了梁的热膨胀，就会在梁剖面上产生轴压力，从而降低梁的自振频率。当温度很高时还会发生热失稳。适当改变梁的截面沿轴线的分布可以改变轴压力，从而提高梁的自振频率以及梁热失稳的临界温度。本文研究了以热载荷作用下梁的基频及屈曲临界温度最大化为目标的优化问题。并且通过一个两端固支梁截面尺寸优化的算例表明，考虑热载荷后的结构频率优化结果与无热载荷时的不同，当存在热
针对传统的混合单元法在分析和优化粘弹性阻尼复合材料结构时存在困难的问题，应用多目标遗传算法和基于分层理论的有限元单元模型对粘弹性阻尼复合材料结构进行多目标优化设计。分析模型采用基于分层理论的四节点有限元板单元，位移场基于一阶剪切变形理论。粘弹性阻尼材料采用复模量本构关系，用迭代方法考虑材料参数的频变特性，同时也考虑了纤维增强铺层的阻尼。建立了粘弹性阻尼复合材料结构的多目标优化模型，优化目标为模态损
本文研究了一种同时考虑拓扑优化和尺寸优化的连续体结构优化方法。在提出的方法里,结合材料属性的有理近似模型,采用归一化处理方法将两类变量的组合优化问题转化成[0 ,1]区间的连续变量优化问题。基于对偶优化方法,提出了一套优化模型的求解算法。方法能对拓扑设计空间进行调整,并调整尺寸变量。提出的方法具有较好的收敛性,能够获得具有较好0-1分布的拓扑结构。
近年来以胞状结构为核的夹芯板来制造能够抵抗动力载荷的大尺度、超轻结构已经激起了大家新的兴趣。棱柱型夹心核的拓扑形式(如瓦楞或折叠板核)作为能提供更高平面内拉伸强度的理想形式在夹心梁中得到应用。然而，低相对密度的二维棱柱核由于肋板的弹性屈曲和低的强度重量比而会导致其失效。由自相似结构单元组成的层级结构在强度重量比上有显著改进，可以提供更高的强度或者刚度，在基于性能的建筑分灾设计和大的夹心结构中将有广
本文提出了一种基于区间凸模型的非概率可靠性多目标优化方法。利用区间凸模型对不确定参数进行建模，在区间非概率可靠性指标的基础上，建立了具有可靠性指标约束的多目标优化模型。针对该内层优化为极小极大问题的嵌套优化模型，转换为易于处理的等效形式，同时通过区间序关系给出了目标函数稳健性的求解方法，转化为确定性多目标优化问题。利用多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)对转换后的确定性多目标问题进行求解。数值算例表明了
本文基于细长结构具有梁结构的部分性质，将梁性质有效的应用到细长复杂结构的有限元精细模型中，快速高效的建立模型的减缩基，对细长复杂结构的有限元复杂模型进行简化。此方法可以快速简单的建立模型的减缩基，并且此减缩基具有明显的物理意义，可有效的对于火箭，火车车厢等细长复杂结构进行简化，获得简化模型以便快速的进行动力学分析和优化设计。对于需要考虑截面翘曲的薄壁细长复杂结构，本文有效的采用数值方法考虑这类结构