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题名动态载荷下薄板加强筋结构拓扑优化设计
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作者
温志超
孙直
胡程涛
石姗姗
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机构
大连交通大学高速列车服役安全关键技术铁路行业重点实验室
大连交通大学詹天佑学院(中车学院)
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
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出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第15期125-133,143,共10页
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基金
“兴辽英才计划”项目(XLYC2403025)
大连市科技人才创新优秀青年科技人才项目(2023RY025)
+2 种基金
国家自然科学基金(52271023)
辽宁省交通科技项目(202245)
辽宁省教育厅面上项目(JYTMS20230029)。
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文摘
加强筋板壳结构在工程中有着广泛的应用,加强筋合理的布局可以有效提升加强筋板壳结构的刚度和承载能力。为了实现薄板结构最优的加强筋布局优化设计,提出了一种适用于多相材料的薄板加强筋结构的动态拓扑优化新方法。首先,基于等效刚度理论,将加强筋与基板分别设置为强、弱材料,以不同的抗弯刚度表征加强筋与基板;其次,采用HHT-α(Hilber-Hughes-Taylor-α)方法求解动力学有限元模型,并结合先离散后微分的伴随变量方法进行动态灵敏度分析;然后,通过角点简支方板的加强筋分布拓扑优化算例与传统方法对比,验证了薄板加强筋结构动态拓扑优化方法的有效性;最后,针对不同边界条件和载荷工况下的薄板结构,进行了单相和双相材料下加强筋动态拓扑优化设计。结果表明:提出的动态载荷下薄板加强筋结构拓扑优化方法在复杂动态工况下表现出良好的适应性和稳定性,引入双相材料后,通过合理的材料分布和细化的结构设计,成功克服了单相材料在连续性分布上的不足。优化后的加强筋结构连续,传力路径完整,显著优于传统方法。
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关键词
多相材料
拓扑优化
薄板加强筋设计
HHT-α法
伴随变量方法
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Keywords
multi-phase material
topology optimization
thin plate stiffener design
Hilber-Hughes-Taylor-α(HHT-α)method
adjoint variable method
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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题名多体系统动力学动态最优化设计与灵敏度分析
被引量：6
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作者
潘振宽
丁洁玉
高磊
高波
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机构
青岛大学信息工程学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2005年第5期611-619,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(19902006).~~
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文摘
基于多体系统的动态最优化设计过程包括传统的多体系统仿真分析、系统设计灵敏度分析、系统最优化设计等过程,针对多体系统运动学、用二阶常微分方程和微分代数方程描述的动力学,基于含设计参数的通用数学模型及通用的积分型目标函数,采用高效的系统灵敏度分析伴随变量方法及易于实施的惩罚函数最优设计方法,建立了多体系统最优设计数学模犁和算法.通过双摆系统、曲柄-滑块系统、弹簧/阻尼器-滑块系统3个算例对上述算法的有效性进行了验证.
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关键词
多体系统动力学
动态优化设计
惩罚函数方法
灵敏度分析
伴随变量方法
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Keywords
dynamics of multibody systems, dynamic optimization, penalty functional method, design sensitivity analysis, adjoint variable method
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分类号
O313.7
[理学—一般力学与力学基础]
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