基于机床整机动态性能的立柱结构优化设计 被引量：1

1

作者 李有堂 王振宇 《现代制造工程》 北大核心 2025年第3期150-157,共8页

基于机床整机动态性能分析,对薄弱结构件立柱的外形结构与内部筋板进行优化设计。利用有限元方法对立柱单件进行动态性能分析,结果得出立柱原有内部筋板样式与分布的设计结构不合理,对立柱进行拓扑优化。根据立柱动态性能分析得到的数... 基于机床整机动态性能分析,对薄弱结构件立柱的外形结构与内部筋板进行优化设计。利用有限元方法对立柱单件进行动态性能分析,结果得出立柱原有内部筋板样式与分布的设计结构不合理,对立柱进行拓扑优化。根据立柱动态性能分析得到的数据与拓扑优化后的内部筋板分布情况重新设计了立柱的外形结构以及内部筋板样式和分布,并对立柱的内部筋板样式与尺寸进行参数相关性分析,建立响应面优化模型,使用多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic Algorithm,MOGA)(基于NSGA-Ⅱ的变体)对其关键尺寸进行多目标参数优化,并对比优化后整机与原型机。结果表明,优化后的立柱一阶固有频率提高了10.2%;整机在X方向的最大共振峰值下降了15%,Y方向下降了25%,Z方向下降了54%,并且X、Y这2个方向的共振波峰均有不同程度的后移,故优化后的整机在静、动态性能上均得到了提高。 展开更多

关键词 立柱 筋板样式 有限元法 拓扑优化 多目标参数优化

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基于子装配体模型的锚固钻机钻臂连接件结构优化 被引量：1

2

作者 张东桥 姚主林 +1 位作者 余中全 丁永剑 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期61-68,共8页

针对复杂装配体中部件结构优化困难—以装配体整体为基础进行拓扑优化难收敛,单一部件拓扑优化精度低的问题,提出子装配体模型拓扑优化方法。以锚固钻机钻臂整体结构为研究对象,首先,建立锚固钻机五自由度上装结构的力学模型,使用MATLA... 针对复杂装配体中部件结构优化困难—以装配体整体为基础进行拓扑优化难收敛,单一部件拓扑优化精度低的问题,提出子装配体模型拓扑优化方法。以锚固钻机钻臂整体结构为研究对象,首先,建立锚固钻机五自由度上装结构的力学模型,使用MATLAB软件对其进行仿真,得到钻臂整体关键铰点最大受力工况条件;然后,对钻臂整体进行静强度分析,基于子装配体模型,以子装配体模型结构刚度为响应目标,子装配体模型强度与连接件结构质量为响应约束,对钻臂连接件结构进行拓扑优化,得到重构模型;最后,采用响应面分析方法进行重构模型参数优化,以重构模型的6个关键尺寸范围为约束,以钻臂连接件结构质量和钻臂整体最大静应力为优化目标,确定连接件结构的最终尺寸参数。结果表明:优化后的连接件结构,钻臂整体最大静应力值降低了67.91%,质量降低了1.23%。 展开更多

关键词 锚固钻机 静强度 子装配体模型 拓扑优化 参数优化

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基于改进粒子群算法的MMC-STATCOM参数仿射辨识方法

3

作者 黄耀宣 程杉 +2 位作者 黄永章 徐恒山 杜鹏飞 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第9期176-187,共12页

参数辨识效果会强关联于耦合误差,同时参数的耦合误差又呈现出高复杂性特征,但传统粒子群算法难以高效利用耦合误差扩充算法搜索范围。提出一种基于改进粒子群算法的模块化多电平静止同步补偿器参数仿射辨识方法。首先,建立模块化多电... 参数辨识效果会强关联于耦合误差,同时参数的耦合误差又呈现出高复杂性特征,但传统粒子群算法难以高效利用耦合误差扩充算法搜索范围。提出一种基于改进粒子群算法的模块化多电平静止同步补偿器参数仿射辨识方法。首先,建立模块化多电平静止同步补偿器(modular multilevel converter static synchronous compensator,MMC-STATCOM)的数学模型,确定待辨识参数。其次,提出一种基于仿射算法的参数辨识方法,将参数辨识问题转化为参数与耦合误差联合辨识问题。在此基础上,采用熵权法综合考虑区间满足度和区间误差对辨识效果的影响,结合改进粒子群算法实现模块化多电平静止同步补偿器的参数与耦合误差的解耦辨识。仿真结果证明,参数和耦合误差的辨识误差分别在1.06%和2.95%以内。 展开更多

关键词 静止同步补偿器 模块化多电平变换器 改进粒子群算法 仿射算法 熵权法 参数辨识

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混合级联多电平换流器型静止同步补偿器的优化设计 被引量：7

4

作者 杜翼 江道灼 +3 位作者 林志勇 尹瑞 王玉芬 梁一桥 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期88-94,共7页

研究了混合级联多电平换流器型静止同步补偿器(HCMC-STATCOM)。对两电平换流器的直流电压和整形电路的模块个数进行了优化设计;对两电平换流器和整形电路的直流电容纹波电压进行了数学建模,为电容参数设计提供了理论基础;对HCMC-STATCO... 研究了混合级联多电平换流器型静止同步补偿器(HCMC-STATCOM)。对两电平换流器的直流电压和整形电路的模块个数进行了优化设计;对两电平换流器和整形电路的直流电容纹波电压进行了数学建模,为电容参数设计提供了理论基础;对HCMC-STATCOM与链式静止同步补偿器进行了对比研究,结果表明HCMC-STATCOM能够有效减少H桥的模块数目,同时能够显著减少储能电容的容量,有利于减少装置的成本及其占地面积。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了35kV/±100Mvar的HCMC-STATCOM仿真模型,仿真结果表明了HCMC-STATCOM拓扑结构的可行性和理论分析的正确性。 展开更多

关键词 混合级联多电平换流器 静止同步补偿器 拓扑结构 参数优化 电容设计 建模 仿真

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页岩储层中同步压裂形成复杂缝网可行性研究 被引量：11

5

作者 赵志红 黄超 +1 位作者 郭建春 周月波 《断块油气田》 CAS 北大核心 2016年第5期615-619,共5页

同步压裂能够更好地利用2个井筒中裂缝诱导应力干扰,降低地应力差异系数,使页岩油气藏产生更加复杂的裂缝形态。文中运用位移不连续理论,建立了二维平面裂缝诱导应力场数学模型,讨论了页岩储层形成复杂缝网所需要的地应力条件,分析了裂... 同步压裂能够更好地利用2个井筒中裂缝诱导应力干扰,降低地应力差异系数,使页岩油气藏产生更加复杂的裂缝形态。文中运用位移不连续理论,建立了二维平面裂缝诱导应力场数学模型,讨论了页岩储层形成复杂缝网所需要的地应力条件,分析了裂缝净压力、裂缝参数和原地应力场等因素对同步压裂形成裂缝网络复杂程度的影响规律。结果表明,裂缝净压力越大、裂缝长度越长、原地应力差异越小,页岩储层形成复杂缝网的可行性越大。研究结果对判断我国页岩油气藏能否应用同步压裂形成复杂缝网具有一定的理论指导意义。 展开更多

关键词 同步压裂 诱导应力干扰 复杂缝网 位移不连续理论 参数优化

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电力系统潮流可行域边界拓扑性质及边界算法 被引量：16

6

作者 余贻鑫 李鹏 +1 位作者 孙强 贾宏杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期6-11,共6页

电力系统潮流可行域是一种评估系统静态安全的有效手段。文中探讨了不同子空间的潮流可行域边界的拓扑性质,提出了新的边界算法。首先,在把潮流可行域划分为负荷注入子空间与发电注入子空间的基础上,通过大量算例发现2个子空间的可行域... 电力系统潮流可行域是一种评估系统静态安全的有效手段。文中探讨了不同子空间的潮流可行域边界的拓扑性质,提出了新的边界算法。首先,在把潮流可行域划分为负荷注入子空间与发电注入子空间的基础上,通过大量算例发现2个子空间的可行域边界具有截然不同的拓扑特性,特别是发电注入空间的潮流可行域边界在系统实际可能的运行范围内呈现较好的线性特性。然后在混合法的基础上,提出一种新的高维发电注入空间中潮流可行域L1范数最远边界点算法,该算法避免了频繁启动连续潮流计算,其结果的多解性也被用来进一步检验潮流可行域边界拓扑性质。 展开更多

关键词 潮流可行域 静态安全 拓扑性质 最远边界点 电力系统 优化方法

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注塑机械手臂的静力分析与拓扑优化 被引量：14

7

作者 张博 袁清珂 +1 位作者 黄俊钦 唐文艳 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第8期246-248,252,共4页

用Solid Works对注塑机械手进行建模,通过有限元分析软件ANSYS对机械手最危险工况进行静力分析,得到其位移应力变化特性,并在此基础上对机械手模型进行拓扑优化。在满足刚度和强度的要求下,依据拓扑云图对机械手基座和主臂梁进行结构优... 用Solid Works对注塑机械手进行建模,通过有限元分析软件ANSYS对机械手最危险工况进行静力分析,得到其位移应力变化特性,并在此基础上对机械手模型进行拓扑优化。在满足刚度和强度的要求下,依据拓扑云图对机械手基座和主臂梁进行结构优化,通过优化设计,减少机械手30%的重量,降低机械手的生产成本。结果表明拓扑优化的机械手静力特性与拓扑前的机械手相比变化很小,符合要求,故这里为机械手的结构优化设计提供一种切实可行的优化方法,提高了工作效率并降低了成本和缩短了产品研发周期。 展开更多

关键词 机械手 有限元分析 静力分析 拓扑优化

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注塑机后模板顺序优化设计研究 被引量：12

8

作者 应济 李长勇 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期937-941,共5页

为了有效地降低注塑机模板的重量,提出了从高层次拓扑优化到底层次参数化优化的顺序优化设计方法.该方法基于拓扑优化设计以及参数化优化设计理论,运用密度方法建立结构的拓扑优化数学模型,用优化准则(OC)法对拓扑优化问题进行求解,运... 为了有效地降低注塑机模板的重量,提出了从高层次拓扑优化到底层次参数化优化的顺序优化设计方法.该方法基于拓扑优化设计以及参数化优化设计理论,运用密度方法建立结构的拓扑优化数学模型,用优化准则(OC)法对拓扑优化问题进行求解,运用敏度过滤技术解决棋盘格式和网格依赖问题.对拓扑优化得到的模型进行规整,并采用基于连续非约束最小化技术(SUMT)的子问题近似法,对规整后的模型进行参数化优化,得到最终的顺序优化模型.研究结果表明,与原有的后模板模型相比,用该顺序优化方法得到的后模板模型的刚度和强度均有提高,体积明显减少. 展开更多

关键词 顺序优化 拓扑优化 参数化优化 子问题近似法 注塑机模板

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基于等效静态载荷法的平衡吊臂架结构优化 被引量：6

9

作者 刘宇 朱成章 +4 位作者 尹剑 马付建 杨大鹏 沙智华 张生芳 《中国工程机械学报》 北大核心 2020年第2期159-164,共6页

将等效静态载荷法(ESLM)应用于平衡吊臂架系统的动态优化设计中,提出了平衡吊臂架系统动态拓扑优化后的部件构型。通过HyperWorks软件中的Motionview模块对平衡吊臂架系统进行动力学分析,得到了最大动态应力;运用等效静态载荷法,将动态... 将等效静态载荷法(ESLM)应用于平衡吊臂架系统的动态优化设计中,提出了平衡吊臂架系统动态拓扑优化后的部件构型。通过HyperWorks软件中的Motionview模块对平衡吊臂架系统进行动力学分析,得到了最大动态应力;运用等效静态载荷法,将动态载荷转化为等效静态载荷,进而在OptiStruct模块中实现平衡吊臂架系统在动应力约束下的拓扑优化设计;得到的动态优化设计结果为平衡吊臂架系统的结构设计提供了参考。 展开更多

关键词 等效静态载荷法 拓扑优化 动态优化设计 平衡吊 臂架系统

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一种梁结构静态拓扑参数同时优化方法 被引量：1

10

作者 杨志军 陈新度 +1 位作者 陈新 陈塑寰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期378-383,共6页

在渐进结构优化方法(evolutionary structural optimization,ESO)的基础上,提出梁结构的静态拓扑参数综合优化方法。在优化过程中,首先将单元灵敏度计算公式通过截面特性加权变成拓扑参数修改灵敏度分析方法,并提出避免"载荷病态&q... 在渐进结构优化方法(evolutionary structural optimization,ESO)的基础上,提出梁结构的静态拓扑参数综合优化方法。在优化过程中,首先将单元灵敏度计算公式通过截面特性加权变成拓扑参数修改灵敏度分析方法,并提出避免"载荷病态"的灵敏度复合方法来处理多载荷工况。其次将单元根据结构设计要求进行分组,并将可选的梁截面根据属性大小进行编号。最后根据综合灵敏度的大小,修改对应组的梁截面特性编号。将所提的方法应用于某汽车车身轻量化设计中,数值算例表明所提出的方法是有效的。 展开更多

关键词 梁结构 渐进结构方法 拓扑参数综合优化 单元灵敏度

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基于等效静态载荷法的区间参数结构可靠性拓扑优化 被引量：6

11

作者 李明 汤文成 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期297-302,327,共7页

研究了用等效静态载荷法,解决动态响应约束下的区间参数结构可靠性拓扑优化问题。对等效静态载荷赋予了新的含义:由等效静态载荷产生的区间静态响应与由动态载荷产生的区间动态响应,其对应的中值与离差均相等。利用泰勒展开计算出区间... 研究了用等效静态载荷法,解决动态响应约束下的区间参数结构可靠性拓扑优化问题。对等效静态载荷赋予了新的含义:由等效静态载荷产生的区间静态响应与由动态载荷产生的区间动态响应,其对应的中值与离差均相等。利用泰勒展开计算出区间参数结构动态响应所有可能值组成的集合,再根据集合映射获得包含结构所有不确定信息的等效静态载荷集合,继而建立静态可靠性拓扑优化数学模型。通过集合映射和区间自然扩展,获得静态位移响应区间。基于区间非概率可靠性指标的定义,给出区间非概率可靠性约束的伴随法灵敏度分析算法。采用移动渐近线法完成此优化问题的求解。数值算例验证了模型的正确性和算法的有效性。 展开更多

关键词 拓扑优化 等效静态载荷 区间参数结构 非概率可靠性 动态响应

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应变能约束下多随机参数连续体结构的拓扑优化 被引量：3

12

作者 宋宗凤 陈建军 朱增青 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1079-1085,共7页

研究几何和物理参数均为随机变量的平面连续体结构在结构总应变能约束下的拓扑优化设计问题.以结构总质量均值最小化为目标函数,以结构的形状拓扑信息为设计变量,以结构总应变能概率可靠性指标为约束条件,构建了随机结构的拓扑优化设计... 研究几何和物理参数均为随机变量的平面连续体结构在结构总应变能约束下的拓扑优化设计问题.以结构总质量均值最小化为目标函数,以结构的形状拓扑信息为设计变量,以结构总应变能概率可靠性指标为约束条件,构建了随机结构的拓扑优化设计数学模型.利用代数综合法,导出了应变能响应的均值和均方差的计算表达式.采用双方向渐进结构优化的求解策略.通过两个算例验证了本模型及求解策略的合理性和有效性. 展开更多

关键词 随机参数 应变能 概率可靠性 随机因子法 拓扑优化

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VX380T数控加工中心工作台拓扑分析及多目标参数优化设计 被引量：2

13

作者 沈佳兴 徐平 于英华 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第12期1847-1853,共7页

为使VX380T数控加工中心工作台同时具有优越的静、动态性能和轻量化特点。利用拓扑分析的方法研究工作台截面的最佳载荷传递路径,依据拓扑分析结果设计了工作台的加强筋布局。将新结构工作台的整体质量和最大频响幅值为目标函数,以各加... 为使VX380T数控加工中心工作台同时具有优越的静、动态性能和轻量化特点。利用拓扑分析的方法研究工作台截面的最佳载荷传递路径,依据拓扑分析结果设计了工作台的加强筋布局。将新结构工作台的整体质量和最大频响幅值为目标函数,以各加强筋的结构参数为设计变量,以原始工作台的静态性能和前3阶固有频率为约束条件进行多目标参数优化设计。对参数优化后工作台的质量、静动态性能进行对比分析,结果表明,其质量减轻了12.19%的同时,其静动态性能也得到了显著提高,证明了优化设计的可行性和有效性。 展开更多

关键词 工作台 轻量化 静态性能 动态性能 拓扑分析 参数优化

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顶磨式轧辊磨床头架主轴分析及拓扑优化 被引量：3

14

作者 杨旭东 黄平 +2 位作者 李星渊 周昊 曹菡婷 《机床与液压》 北大核心 2016年第23期128-131,共4页

主轴是轧辊磨床头架系统中最关键的部件,需承载巨大的工件而要求较高的强度和刚度。针对主轴刚度对轧辊磨削精度影响较大这一问题,借助ABAQUS软件,运用有限元多体分析法对某型号的轧辊磨床主轴进行了线性静力分析,得到了主轴的应力及位... 主轴是轧辊磨床头架系统中最关键的部件,需承载巨大的工件而要求较高的强度和刚度。针对主轴刚度对轧辊磨削精度影响较大这一问题,借助ABAQUS软件,运用有限元多体分析法对某型号的轧辊磨床主轴进行了线性静力分析,得到了主轴的应力及位移分布情况,分析表明主轴后段强度大有富余。在静力分析基础上对主轴进行了拓扑优化设计,结果表明:该优化方案正确合理地完成了减重25%的轻量化结构设计,可为主轴的二次设计及类似轴类零件设计起到指导作用。 展开更多

关键词 顶磨式 主轴 轧辊磨床 静力分析 有限元法 拓扑优化

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快堆装载机支臂结构的动静态性能拓扑优化设计方法 被引量：6

15

作者 彭骥 谭峰 +1 位作者 卫亚斌 殷国富 《四川大学学报（工程科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第S2期251-256,共6页

针对快堆装载机支臂结构的动静态性能和轻量化设计要求,采用有限元法验证了原结构的安全性,提出一种基于变密度法固体各向同性惩罚微结构(SIMP),通过引入标准化系数建立将多工况刚度和动态多个低阶关键固有频率归一为组合柔度指数最小... 针对快堆装载机支臂结构的动静态性能和轻量化设计要求,采用有限元法验证了原结构的安全性,提出一种基于变密度法固体各向同性惩罚微结构(SIMP),通过引入标准化系数建立将多工况刚度和动态多个低阶关键固有频率归一为组合柔度指数最小的动静态多目标拓扑优化数学模型,并得到了合理的整体Pareto解。分析结果表明,根据拓扑优化结果改进设计的支臂动态性能明显提高,在安全停堆(SSE)工况下最大Tresca应力减小约10%,结构重量减轻约21.5%,较好地达到了既提高性能又减轻重量的结构优化目标。 展开更多

关键词 装载机支臂 变密度法 组合柔度指数 动静态多目标拓扑优化

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汽车车身静态拓扑参数综合优化设计 被引量：2

16

作者 杨志军 陈新度 陈新 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第8期59-62,共4页

在单元灵敏度分析的基础上,提出汽车车身框架结构的静态拓扑参数综合优化方法。在优化过程中,先将单元灵敏度计算公式通过截面特性加权变成拓扑参数再修改灵敏度的分析方法,并提出避免"载荷病态"的灵敏度复合方法来处理多载... 在单元灵敏度分析的基础上,提出汽车车身框架结构的静态拓扑参数综合优化方法。在优化过程中,先将单元灵敏度计算公式通过截面特性加权变成拓扑参数再修改灵敏度的分析方法,并提出避免"载荷病态"的灵敏度复合方法来处理多载荷工况。其次根据设计要求对杆件进行分组,并将可选的梁截面根据属性大小进行编号。最后根据综合灵敏度的大小修改对应组的梁截面特性编号。将所提的方法应用于汽车车身轻量化设计中,得到有效的优化结构。 展开更多

关键词 汽车车身框架结构 静态拓扑参数综合优化 单元灵敏度

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三平移全柔性并联机构多目标拓扑优化设计 被引量：5

17

作者 谢俐 杨乐 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第9期193-196,共4页

为满足精密定位和微纳制造领域对全柔性并联机构构型设计的需求,基于三平移并联机构原型,采用多目标拓扑优化理论,得到了一种结构配置较佳的新型全柔性并联机构。首先,基于单目标的柔度优化模型和固有频率优化模型,运用线性加权法建立... 为满足精密定位和微纳制造领域对全柔性并联机构构型设计的需求,基于三平移并联机构原型,采用多目标拓扑优化理论,得到了一种结构配置较佳的新型全柔性并联机构。首先,基于单目标的柔度优化模型和固有频率优化模型,运用线性加权法建立了机构的多目标拓扑优化模型。然后,基于HyperWorks/OptiStruct软件和优化准则算法对机构进行拓扑优化设计,得到了拓扑优化后的新型全柔性并联机构。最后,通过HyperMesh软件对拓扑优化前后的机构进行静力学分析和模态分析,从而验证了多目标拓扑优化设计的有效性。 展开更多

关键词 全柔性并联机构 线性加权法 多目标拓扑优化 静力学分析 模态分析

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基于有限元的加工中心立柱多目标拓扑优化 被引量：2

18

作者 陈静 杨泽龙 张政泼 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第7期982-986,共5页

以提高某型加工中心立柱的动静态特性为目的,在对立柱进行基于有限元法的静力分析和模态分析的基础上,利用折衷规划法和功效函数法对各目标进行处理,建立静刚度最大化和前两阶固有频率最大化的多目标拓扑优化数学模型;运用ANSYS对立柱... 以提高某型加工中心立柱的动静态特性为目的,在对立柱进行基于有限元法的静力分析和模态分析的基础上,利用折衷规划法和功效函数法对各目标进行处理,建立静刚度最大化和前两阶固有频率最大化的多目标拓扑优化数学模型;运用ANSYS对立柱进行多目标拓扑优化分析,依据分析得到的立柱结构材料最佳分布和立柱的设计经验,改进原立柱结构,再将改进后的立柱进行有限元分析验证。结果表明:改进后的立柱质量有所减小,动静态特性也得到显著改善。 展开更多

关键词 多目标拓扑优化 数学模型 有限元法 动静态特性

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基于功能度量法的桁架结构非概率可靠性拓扑优化方法研究 被引量：11

19

作者 邱志平 夏海军 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期423-429,共7页

在结构优化中,拓扑优化相比于尺寸优化和形状优化,设计空间更加广泛,因而能够取得更大的效益。近年来,结构拓扑优化逐渐成为人们研究的热点和难点。随着科学技术的发展,工程结构越来越复杂,材料本身和外部环境的不确定性影响加剧,因此... 在结构优化中,拓扑优化相比于尺寸优化和形状优化,设计空间更加广泛,因而能够取得更大的效益。近年来,结构拓扑优化逐渐成为人们研究的热点和难点。随着科学技术的发展,工程结构越来越复杂,材料本身和外部环境的不确定性影响加剧,因此在拓扑优化中需要考虑不确定性的影响。本文研究了桁架结构的非概率可靠性拓扑优化问题,用区间模型来量化不确定性,并利用参数顶点组合法来完成不确定性的传播分析,利用基于面积比的非概率可靠性指标构建可靠性拓扑优化模型,提出了功能度量法对原可靠性约束进行等价转化,从而克服了收敛性问题。采用移动渐近方法(MMA)对优化问题进行了求解。数值算例表明,本文提出的功能度量法能够很好地适用于桁架结构的非概率可靠性拓扑优化问题。 展开更多

关键词 拓扑优化 桁架结构 非概率可靠性 参数顶点组合法 功能度量法

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基于等效静态载荷法的非线性动态拓扑优化 被引量：5

20

作者 李永欣 贺星星 +1 位作者 李凯伦 杨权威 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期377-383,共7页

等效静态载荷法是目前解决动态拓扑优化问题的一种有效方法,但是由于未考虑塑性变形中应力应变关系的时效性,会导致等效载荷偏大和载荷方向偏差,因此无法有效处理材料的非线性问题。据此,提出一种基于模量比率因子的等效静态载荷计算方... 等效静态载荷法是目前解决动态拓扑优化问题的一种有效方法,但是由于未考虑塑性变形中应力应变关系的时效性,会导致等效载荷偏大和载荷方向偏差,因此无法有效处理材料的非线性问题。据此,提出一种基于模量比率因子的等效静态载荷计算方法。首先,根据结构应力、应变和杨氏模量之间的函数关系,计算各时刻的计算杨氏模量;然后,得到各时刻的模量比率因子,根据位移等效原则计算修正等效静态载荷,进而进行多工况静态拓扑优化,并更新设计变量再次进行动力学分析,重复直至收敛。数值算例表明,修正后的等效静态载荷法能够解决弹塑性材料的非线性问题,在提高等效精度的同时拓展了在非线性材料方面的应用边界。工程算例表明,在相同约束下,采用基于模量比率因子的等效静态载荷法在轻量化的同时能得到更小的塑性应变。 展开更多

关键词 等效静态载荷法 动态拓扑优化 模量比率因子 材料非线性 计算杨氏模量

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