期刊文献+
共找到11篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
考虑不确定性载荷作用的船艏结构优化设计
1
作者 王骁 韦智元 +3 位作者 王涛 高元博 于开波 李伟 《船舶力学》 北大核心 2025年第9期1454-1463,共10页
高速航行船舶的船艏在水面砰击下会面临载荷幅值与作用位置不确定等难题,导致该结构在砰击载荷下的结构优化设计困难。本文提出了一种考虑不确定载荷作用的多阶段拓扑优化方法,通过系统性融合载荷不确定性分析与制造约束,实现了轻量化... 高速航行船舶的船艏在水面砰击下会面临载荷幅值与作用位置不确定等难题,导致该结构在砰击载荷下的结构优化设计困难。本文提出了一种考虑不确定载荷作用的多阶段拓扑优化方法,通过系统性融合载荷不确定性分析与制造约束,实现了轻量化设计与工程可行性的平衡。首先,将不确定性载荷转换为多工况最不利加载问题,通过“最不利工况–拓扑优化”的迭代流程,动态更新临界载荷位置。然后,采用基于变密度法(SIMP)的拓扑优化策略,结合几何/制造约束,逐步求解得到满足强度与刚度要求的最优加筋布局。在每次迭代中,保留前一阶段的设计结果,并基于该设计更新最不利工况,实现对不确定性载荷的渐进式适应。最后,通过多次迭代与几何重构,将高密度单元群转换为可制造的加筋构型并进行有限元验证。结果表明:优化后船艏结构的最大位移显著降低,各工况响应更加均匀,满足轻量化和安全性需求。该方法有效克服了双层嵌套优化的高计算量挑战,为高速船艏在不确定砰击载荷条件下的结构优化设计提供了可行的新思路。 展开更多
关键词 船艏砰击 不确定性载荷 结构优化 加筋结构 轻量化设计
在线阅读 下载PDF
考虑随机场载荷不确定性的连续体结构可靠性拓扑优化
2
作者 程长征 王军基 +1 位作者 王选 杨博 《力学学报》 北大核心 2025年第2期535-544,共10页
提出了一种基于多项式混沌展开(polynomial chaos expansions,PCE)代理模型的高效可靠性拓扑优化(reliability-based topology optimization,RBTO)方法,用于处理考虑随机场载荷不确定性的可靠性设计问题.为此,建立了基于柔度响应定义的... 提出了一种基于多项式混沌展开(polynomial chaos expansions,PCE)代理模型的高效可靠性拓扑优化(reliability-based topology optimization,RBTO)方法,用于处理考虑随机场载荷不确定性的可靠性设计问题.为此,建立了基于柔度响应定义的概率约束下的结构体积分数最小化的单层循环RBTO模型,采用KarhunenLoève(K-L)展开式描述载荷随机场,利用蒙特卡罗模拟计算结构的失效概率.为了克服蒙特卡罗模拟方法在计算结构响应时计算成本高昂的问题,引入了PCE作为代理模型,高效地捕捉随机场载荷与结构柔度之间的复杂非线性关系.通过少量的高精度有限元分析样本,可以构建出高精度的PCE代理模型,一旦构建好代理模型的显式表达式,就可以直接基于代理模型在随机样本处计算失效概率,后续无需再进行有限元分析,从而在不牺牲太多精度的情况下,大幅减少后续计算的时间成本.详细推导了概率约束函数关于设计变量的灵敏度,采用移动渐近线方法(method of moving asymptotes,MMA)求解优化问题,将基于分析模型的RBTO方法与基于代理模型的RBTO方法作对比,验证了所提方法的有效性和优越性,并通过4个数值算例讨论了失效概率限值、柔度限值、载荷随机场均值与标准差以及相关长度对优化结果的影响.结果表明,不确定性因素增强时,结构需要消耗更多的材料来抵抗不确定性因素的干扰,另外基于代理模型的RBTO方法相对于基于分析模型的RBTO计算时间大幅缩短,提高了优化效率. 展开更多
关键词 拓扑优化 随机场 载荷不确定性 可靠性拓扑优化 多项式混沌展开
在线阅读 下载PDF
考虑载荷不确定性的多材料结构稳健拓扑优化 被引量:6
3
作者 赵清海 张洪信 +2 位作者 蒋荣超 华青松 袁林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第19期182-190,共9页
传统的拓扑优化设计通常基于单材料与确定性条件,往往难以兼顾结构性能的稳健性。针对实际工程中载荷不确定性问题,研究多材料结构稳健拓扑优化设计方法。基于有序各向同性微结构材料惩罚模型法(Ordered-Solid Isotropic Microstructure... 传统的拓扑优化设计通常基于单材料与确定性条件,往往难以兼顾结构性能的稳健性。针对实际工程中载荷不确定性问题,研究多材料结构稳健拓扑优化设计方法。基于有序各向同性微结构材料惩罚模型法(Ordered-Solid Isotropic Microstructures with Penalization,Ordered-SIMP),进行多材料插值模型表征。构建载荷概率分布条件下结构柔度均值与标准差的加权目标函数,辅以体积约束。针对载荷满足随机场分布时,采用Karhunen-Loève展开将载荷随机场变换为有限个不相关的载荷随机变量加权和,并借助稀疏网格数值积分方法,将多材料结构稳健拓扑优化转化为求解一组多工况加权多目标确定性拓扑优化设计问题。通过数值算例验证所提方法的有效性与优化结果的稳健性。结果表明:针对不同材料组合方案,均能有效获得良好的多材料拓扑构型;与确定性设计相比较,稳健设计具有不同的材料布局方案,且结构性能更加稳定。 展开更多
关键词 多材料 拓扑优化 稳健设计 稀疏网格 载荷不确定性
在线阅读 下载PDF
不确定性移动载荷激励下弹性简支梁的动态响应边界分析及应用 被引量:5
4
作者 段民封 姜潮 +1 位作者 李金武 倪冰雨 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期34-41,共8页
不确定性移动载荷激励下的弹性梁振动是土木、机械和航空航天等工程领域普遍存在的一类重要问题。在许多实际工程中,不确定移动载荷的样本测试数据有限或测试成本较高,本文引入区间过程模型对此类动态不确定性参数进行描述,提出了一种... 不确定性移动载荷激励下的弹性梁振动是土木、机械和航空航天等工程领域普遍存在的一类重要问题。在许多实际工程中,不确定移动载荷的样本测试数据有限或测试成本较高,本文引入区间过程模型对此类动态不确定性参数进行描述,提出了一种求解不确定移动载荷激励下弹性梁振动响应边界的非随机振动分析方法。首先,介绍了确定性移动载荷激励下弹性梁的振动微分方程及其解析求解方法;其次,引入区间过程模型,以上下边界函数的形式对不确定性移动载荷进行度量,进而基于模态叠加法发展出弹性梁振动响应边界求解的非随机振动分析方法;最后,将上述非随机振动分析方法应用于车桥耦合振动问题。 展开更多
关键词 弹性梁 非随机振动分析 区间过程 不确定性移动载荷 动态响应边界
在线阅读 下载PDF
载荷不确定的周期性结构稳健拓扑优化 被引量:7
5
作者 付志方 王春洁 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期747-753,共7页
提出了一种考虑周期性几何约束的结构稳健拓扑优化设计方法。针对线弹性体结构,提出了载荷不确定性条件下周期性结构稳健拓扑优化模型;推导了周期性结构柔度均值与方差的敏度数表达式,并基于软删双向渐进结构优化法提出了载荷不确定性... 提出了一种考虑周期性几何约束的结构稳健拓扑优化设计方法。针对线弹性体结构,提出了载荷不确定性条件下周期性结构稳健拓扑优化模型;推导了周期性结构柔度均值与方差的敏度数表达式,并基于软删双向渐进结构优化法提出了载荷不确定性条件下的周期性结构稳健拓扑优化设计方法。2个不同约束条件下的实例表明:本文提出的优化模型稳定性较好;考虑载荷不确定性得到的结构与确定性载荷下得到的结构有很大的区别,且稳健性优化设计得到的结构更加稳定。 展开更多
关键词 周期性 稳健性 拓扑优化 载荷不确定性 渐进结构优化法
在线阅读 下载PDF
载荷方向不确定条件下结构动态稳健性拓扑优化设计 被引量:2
6
作者 杜鼎新 王栋 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2588-2598,共11页
采用一种高效的方法开展了在外载荷作用方向不确定条件下,连续体结构动态稳健性拓扑优化设计研究,有效降低了结构的稳态动响应对简谐激励作用方向随机扰动的敏感性.首先基于概率模型,将动载荷作用方向的不确定性用正态分布函数表示.其... 采用一种高效的方法开展了在外载荷作用方向不确定条件下,连续体结构动态稳健性拓扑优化设计研究,有效降低了结构的稳态动响应对简谐激励作用方向随机扰动的敏感性.首先基于概率模型,将动载荷作用方向的不确定性用正态分布函数表示.其次通过二阶泰勒展开式,高效地计算出在激励方向扰动情形下结构动柔顺度的均值和方差,进而推导出了其对拓扑设计变量的一阶导数灵敏度显性表达式.最后在材料体积约束下,以动柔顺度概率特征指标的加权和为设计目标,基于变密度方法,对连续体结构进行动态稳健性拓扑优化设计,并与传统载荷方向固定条件下的确定性优化结果进行对比,充分展示了考虑外激励作用方向随机扰动对结构拓扑构型设计及其动柔顺度变化的影响.对优化数值结果进一步分析表明,采用文章提出的方法所得结构的动响应稳健性更高,能有效抵抗外激励作用方向的随机扰动.只需少许增加材料,稳健性优化设计的动响应将在整个载荷扰动区域内优于确定性优化结果. 展开更多
关键词 载荷方向不确定性 稳健性拓扑优化 二阶泰勒展开 动柔顺度特征指标 变异系数
在线阅读 下载PDF
基于区间非概率模型的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化 被引量:1
7
作者 占金青 上官瑶 +2 位作者 尹健 古昊忠 刘敏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期504-512,共9页
为了满足热驱动器可靠性要求,提出一种基于区间非概率模型的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法。采用区间非概率模型描述热载荷的不确定性,以输出位移构建可靠性功能函数,在可靠性指标约束条件下寻求机构体积最小化,建立基于区间非概率... 为了满足热驱动器可靠性要求,提出一种基于区间非概率模型的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法。采用区间非概率模型描述热载荷的不确定性,以输出位移构建可靠性功能函数,在可靠性指标约束条件下寻求机构体积最小化,建立基于区间非概率模型的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化模型,利用移动渐近线算法更新设计变量。与确定性优化结果相比,可靠性拓扑优化获得的热驱动柔顺机构体积有所增加,能够有效地满足可靠性指标约束,可靠性设计的热驱动柔顺机构输出位移上、下限理论值与有限元分析结果误差均小于5%,验证了设计方法有效性;并且分析了不同输出刚度和热载荷区间对热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化结果的影响。 展开更多
关键词 热驱动柔顺机构 载荷不确定性 可靠性拓扑优化 区间非概率模型
在线阅读 下载PDF
基于摄动法的周期性多孔结构稳健性拓扑优化设计 被引量:2
8
作者 占金青 孙宇 +1 位作者 王啸 刘敏 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1522-1532,共11页
为了考虑载荷不确定性对多尺度拓扑优化结果的影响,提出一种基于摄动法的周期性多孔结构稳健性拓扑优化设计方法。假设宏观结构由材料微结构周期性排列构成,采用能量均匀化方法求解微结构的宏观等效弹性矩阵。考虑作用载荷的大小和方向... 为了考虑载荷不确定性对多尺度拓扑优化结果的影响,提出一种基于摄动法的周期性多孔结构稳健性拓扑优化设计方法。假设宏观结构由材料微结构周期性排列构成,采用能量均匀化方法求解微结构的宏观等效弹性矩阵。考虑作用载荷的大小和方向不确定性,采用摄动法求解不确定性载荷条件下的周期性多孔结构响应,以宏观结构柔顺度的期望、标准差加权和最小化为目标,以宏观和微观结构体积作为约束,建立基于摄动法的周期性多孔结构稳健性多尺度拓扑优化模型,采用准则优化算法求解优化问题。数值算例结果表明提出的设计方法是有效的;与确定性拓扑优化结果相比,考虑载荷方向不确定的稳健性拓扑优化获得的宏观结构和材料微结构构型有很大不同,以抵抗水平方向载荷的作用;载荷大小不确定对稳健性多尺度拓扑优化结果影响较小。随着权重因子值增大,稳健性多尺度拓扑优化获得的宏观和微观结构构型发生变化,设计的周期性多孔材料结构柔顺度的期望增加,柔顺度的标准差减少。稳健性多尺度拓扑优化获得的结构柔顺度的标准差比确定性多尺度拓扑优化结果小,稳健性设计的周期性多孔结构具有更好的稳健性。 展开更多
关键词 周期性多孔结构 材料微结构 稳健性拓扑优化 不确定性载荷 摄动法
在线阅读 下载PDF
基于分段PD控制的振动基弹药传输机械臂轨迹跟踪控制 被引量:12
9
作者 席宝成 郭宇飞 +1 位作者 王志刚 郝志强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期283-292,共10页
针对一种新型带振动底座的弹药传输机械臂的轨迹跟踪控制问题,设计一种鲁棒控制器。阐明了弹药传输机械臂的工作原理以及三维模型,利用第二类拉格朗日方法建立了弹药传输机械臂动力学模型。在控制力范数有界的假设下,基于分段线性控制... 针对一种新型带振动底座的弹药传输机械臂的轨迹跟踪控制问题,设计一种鲁棒控制器。阐明了弹药传输机械臂的工作原理以及三维模型,利用第二类拉格朗日方法建立了弹药传输机械臂动力学模型。在控制力范数有界的假设下,基于分段线性控制算法以及计算力矩法,设计了反馈控制器。控制律表现为增益可变的比例微分控制,在动态过程中,控制器增益根据系统当时状态偏差以阶跃方式按设定规律作相应改变,当系统接近或达到终端状态时,控制器的增益趋于动态平衡状态。控制力输入总是满足给定的约束条件。采用龙格库塔法在MATLAB环境下进行数值仿真。结果表明,该控制器能很好地抑制基座的振动以及载荷不确定性带来的影响,满足自动装弹机的精确快速轨迹跟踪控制,具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 弹药传输机械臂 振动基座 载荷不确定性 轨迹跟踪 计算力矩法 分段线性反馈控制
在线阅读 下载PDF
基于响应面方法的破损-安全结构可靠性拓扑优化 被引量:7
10
作者 王选 时元昆 +2 位作者 杨博 程长征 龙凯 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1206-1216,共11页
传统结构由于缺少冗余,忽略了不确定性因素的影响,更容易受到局部刚度损失的影响,文章针对载荷不确定性下破损-安全结构的设计问题提出了一种有效的基于响应面的可靠性拓扑优化方法,以提高结构的安全性,确保结构在发生局部破损时仍能满... 传统结构由于缺少冗余,忽略了不确定性因素的影响,更容易受到局部刚度损失的影响,文章针对载荷不确定性下破损-安全结构的设计问题提出了一种有效的基于响应面的可靠性拓扑优化方法,以提高结构的安全性,确保结构在发生局部破损时仍能满足服役性能及可靠性要求.为此,建立了柔度概率约束下的结构体积比最小化的双循环可靠性拓扑优化模型,其中内层循环实施可靠性分析,外层循环实施拓扑优化.为了有效处理可靠性分析中响应函数关于随机变量的导数计算高成本问题,基于响应面方法建立了响应函数关于随机变量的显式表达式.详细推导了响应函数关于设计变量和随机变量的解析灵敏度列式,并采用移动渐近线方法(method of moving asymptotes,MMA)对优化问题进行求解.将基于响应面的可靠性拓扑优化方法与基于解析导数的方法作对比,并实施蒙特卡洛仿真验证了所提方法的有效性和优越性,讨论了随机载荷标准差对优化结果的影响.结果表明,本文方法可以有效设计满足指定可靠性水平的破损-安全结构,优化后结构可靠性指标的相对误差不超过1.3%,另外基于响应面的可靠性设计方法相对于基于解析导数的可靠性设计方法可节省约74%的可靠性分析时间. 展开更多
关键词 拓扑优化 破损-安全 载荷不确定性 可靠性拓扑优化 响应面方法
在线阅读 下载PDF
Coefficient of consolidation by end of arc method
11
作者 Mohsen Abbaspout Reza Porhoseini +1 位作者 Kazem Barkhordari Ahmad Ghorbani 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第1期332-337,共6页
One of the most important issues in geotechnical engineering is excess pore pressure caused by clay soil loading and consolidation. Regarding uncertainties and complexities, this issue has long been the subject of att... One of the most important issues in geotechnical engineering is excess pore pressure caused by clay soil loading and consolidation. Regarding uncertainties and complexities, this issue has long been the subject of attention of many researchers. In this work, a one-dimensional consolidation apparatus was equipped in a way that pore water pressure and settlement could be continuously read and recorded during consolidation process under static loading. The end of primary consolidation was obtained using water pressure changes helping to present a new method for determining the end of primary consolidation and consolidation coefficient. This method was then compared with two classical theory methods of lg t and t. Using Terzaghi's theory, the way of pore pressure dissipation for lg t, t and the new method was found and compared with experimental results. It is concluded that the new method has better results. 展开更多
关键词 one-dimensional consolidation of soil excess pore pressure end primary consolidation consolidation coefficient static loading
在线阅读 下载PDF
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部