【摘 要】
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形状优化就是通过改变区域的几何形状来达到某种意义下的最优,并要求某些物理量在边界上满足某种要求,以改善结构的特性.而其中更多的是降低应力集中,改善应力分布状况.该文
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形状优化就是通过改变区域的几何形状来达到某种意义下的最优,并要求某些物理量在边界上满足某种要求,以改善结构的特性.而其中更多的是降低应力集中,改善应力分布状况.该文首先对已有的形状优化设计进行了总结:设计变量大都采用结构的几何特性参数,如结点坐标、多项式或样条函数的参数等.追求的优化目标是材料最省、重量最轻或疲劳寿命最长等,但不管追求什么目标,最终都落实在应力分析上;灵敏度分析有不同的方法,其最终计算大都采用差分法或均差法(Divided Different scheme)该文选择作用于结构"控制点"上的一组虚荷载(Fictitious Loads)作为形状优化的设计变量,以零件结构的全局或局部最大Von Mises应力作为形状优化的目标函数,采用高精度的8-结点等参单元完成结构模型的离散化.通过控制有限单元的最大位移量,较好地解决了有限单元在形状优化中的扭曲问题.利用结点位移与载荷之间的线性关系,提出了一种新的基于虚荷载的灵敏性分析计算的解析方法.对两个实例成功地进行了形状优化,所得优化结果与理论有很好的吻合.该文最后讨论了最大位移量对形状优化的影响,对形状优化中的一些与虚荷载相关的特性也进行研究.对基于虚荷载的形状优化设计提出了一些建议.
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