车致火灾作用下桥梁拉索防火隔热层的材料与结构协同优化设计方法

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作者 周小燚 钱盛域 +2 位作者 缪宇晨 阮欣 王浩 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期783-789,共7页

拉索是斜拉桥中重要的承载构件,日益增多的桥梁火灾使拉索遭受威胁,但缺乏有效的拉索外包复合材料防火隔热层设计方法。针对具有多尺度特征的复合材料防火隔热层,提出了一种车致火灾作用下拉索防火隔热层的材料与结构协同设计方法。构... 拉索是斜拉桥中重要的承载构件,日益增多的桥梁火灾使拉索遭受威胁,但缺乏有效的拉索外包复合材料防火隔热层设计方法。针对具有多尺度特征的复合材料防火隔热层,提出了一种车致火灾作用下拉索防火隔热层的材料与结构协同设计方法。构建了材料与结构协同设计的优化方程,提出了将耦合优化问题分解为基于有限元传热分析的结构尺度设计和基于逆均匀化方法的材料尺度设计的解耦策略,并利用MATLAB、PyroSim与ANSYS等进行CFD-FEM耦合分析的数值实现。以典型的50 m^(3)罐车火灾为例,开展了最不利工况分析,以拉索表面最高温度不超过400℃为防护目标,采用提出的方法对由玄武岩织物复合材料与高硅氧复合材料构成的防护层进行优化设计,获得满足防护需求的设计方案。 展开更多

关键词 缆索承重桥梁 斜拉索 防火隔热层 油罐车火灾 材料与结构协同优化设计 复合材料

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基于拓扑优化的曲面薄壁结构加筋布局与高度协同优化设计方法

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作者 刘磊 刘杨 刘书田 《计算力学学报》 北大核心 2025年第4期523-528,共6页

研究建立了基于拓扑优化的曲面薄壁结构加筋布局和加筋高度协同优化设计方法.借助NURBS技术,将复杂空间曲面参数化,建立曲面薄壁从三维表面到其参数域的映射关系;在参数平面内定义设计变量以描述加筋的有无,采用基于Heaviside函数的铸... 研究建立了基于拓扑优化的曲面薄壁结构加筋布局和加筋高度协同优化设计方法.借助NURBS技术,将复杂空间曲面参数化,建立曲面薄壁从三维表面到其参数域的映射关系;在参数平面内定义设计变量以描述加筋的有无,采用基于Heaviside函数的铸造约束定向增长拓扑参数化方法,实现加筋的布局和高度的协同描述,以结构柔顺度为目标建立可实现加筋布局和加筋高度协同优化的拓扑优化模型.通过典型算例验证了方法的有效性.数值结果表明,通过使用这种显式参数化方法,可以在曲面薄壁结构上获得高度可变的清晰加筋布局. 展开更多

关键词 加筋设计 薄壁结构 拓扑优化 协同优化设计 曲面参数化

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基于互联网的结构系统协同优化设计 被引量：2

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作者 陈树勋 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第14期31-32,75,共3页

许多大型复杂产品的分系统是由异地分布的设计单位分别进行优化设计的,这样组集起来的产品系统并不能得到真正的优化。作者在以往理论研究工作基础上,研发了通过互联网对异地分布式结构系统进行协同优化设计的技术。文章给出了其实现途... 许多大型复杂产品的分系统是由异地分布的设计单位分别进行优化设计的,这样组集起来的产品系统并不能得到真正的优化。作者在以往理论研究工作基础上,研发了通过互联网对异地分布式结构系统进行协同优化设计的技术。文章给出了其实现途径、实用软件系统和应用算例。这项研究对于复杂产品的全球化协同设计具有重要意义。 展开更多

关键词 互联网 结构系统 协同优化设计 INTERNET INTRANET

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分布式环境下结构动静态协同优化设计

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作者 薛彩军 聂宏 邱清盈 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期287-291,共5页

以液压挖掘机工作装置为例,提出了实现结构动静态优化设计的技术路线,并给出了实现有限元分析参数化建模、协同优化建模和协同优化的方法和策略.通过应用分布式协同优化和结构动静态有限元协同分析等策略,在构建的网络计算环境下成功地... 以液压挖掘机工作装置为例,提出了实现结构动静态优化设计的技术路线,并给出了实现有限元分析参数化建模、协同优化建模和协同优化的方法和策略.通过应用分布式协同优化和结构动静态有限元协同分析等策略,在构建的网络计算环境下成功地实现了液压挖掘机工作装置的协同优化设计,且获得了满意的优化结果. 展开更多

关键词 协同优化设计 分布式环境 结构 液压挖掘机 工作装置 参数化建模 有限元分析 技术路线 协同分析 优化建模 计算环境

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面向压电智能结构精确变形的协同优化设计方法 被引量：9

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作者 吴曼乔 朱继宏 +1 位作者 杨开科 张卫红 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期380-389,共10页

智能结构集智能材料与传统材料于一体,能够实现结构的主动控制,在航空航天等领域具有巨大的应用潜力.由于其系统复杂且具有多场耦合效应,智能结构的整体式优化设计方法成为结构控制技术研究的关键之一.为了提高压电智能结构的整体性能... 智能结构集智能材料与传统材料于一体,能够实现结构的主动控制,在航空航天等领域具有巨大的应用潜力.由于其系统复杂且具有多场耦合效应,智能结构的整体式优化设计方法成为结构控制技术研究的关键之一.为了提高压电智能结构的整体性能和变形精度,提出了同时考虑压电驱动器布局(分布位置及角度)和基体结构拓扑构型的协同优化设计新方法.采用多点约束方法 (multi-point constraints,MPC)建立压电驱动器和基体结构的连接,定义一种与测量点目标位移相关的权重函数,以实现结构的精确变形控制.通过协同优化设计,压电驱动器可以获得最优的分布位置及角度,同时基体结构获得最优的拓扑构型,从而提升了压电智能结构系统的整体驱动性能和变形精度.通过进一步分析,研究了精确变形、体分比约束与结构优化构型和整体刚度的关系,以及优化结果中可能存在的传力路径畸变现象.数值算例的设计结果表明,采用协同优化设计方法,能够扩大结构的寻优空间,有效减小变形误差,实现压电智能结构的精确变形控制. 展开更多

关键词 协同优化设计 压电智能结构 精确变形 多点约束

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复杂产品的多学科鲁棒协同设计优化方法研究 被引量：2

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作者 王威 范文慧 +1 位作者 常天庆 刘慧慧 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期282-287,共6页

为了处理好复杂产品各子系统之间的耦合关系以及各子系统的异构性问题,以协同优化(CO)算法为基础,结合系统不确定分析(SUA)方法和近似不确定传播(IUP)方法,构建了多学科鲁棒协同设计优化算法框架。在设计变量的不确定性能够被概率分布... 为了处理好复杂产品各子系统之间的耦合关系以及各子系统的异构性问题,以协同优化(CO)算法为基础,结合系统不确定分析(SUA)方法和近似不确定传播(IUP)方法,构建了多学科鲁棒协同设计优化算法框架。在设计变量的不确定性能够被概率分布函数描述的情况下,此算法框架能够解决复杂产品的设计优化问题。通过对梳齿式微加速度计的多学科鲁棒协同优化设计算例的计算,验证了此算法在输入参数存在微小扰动的情况下能够有效提高设计解的鲁棒性。 展开更多

关键词 复杂产品 多学科设计优化 MDO 协同优化 CO 鲁棒协同设计优化 RCO

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硫化罐卡箍的质量优化设计 被引量：3

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作者 周国发 于继凯 刘岑 《压力容器》 北大核心 2010年第9期31-37,共7页

应用CAE软件Proe,Ansys和协同优化软件Isight,构建了基于Isight的协同优化设计平台,解决了软件之间的数据通信技术问题和设计分析过程的自动化技术问题。并利用这一平台、基于分析设计的思想成功完成了对硫化罐卡箍的质量优化设计,为今... 应用CAE软件Proe,Ansys和协同优化软件Isight,构建了基于Isight的协同优化设计平台,解决了软件之间的数据通信技术问题和设计分析过程的自动化技术问题。并利用这一平台、基于分析设计的思想成功完成了对硫化罐卡箍的质量优化设计,为今后过程装备的改进优化提供了一种技术路线。 展开更多

关键词 协同优化设计 Isight集成 硫化罐卡箍 质量优化

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干式铁心电抗器电磁-热-结构多物理场耦合仿真及协同优化研究 被引量：4

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作者 袁发庭 吕凯 +3 位作者 唐波 姜发 韩毅凛 黄力 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期2823-2833,共11页

干式铁心电抗器长期处于电磁、热及应力等物理场中,其温升和振动问题日益严重。为了解决上述问题,提高金属导体材料的利用率,该文提出了干式铁心电抗器多物理场耦合仿真与协同优化相结合的设计方法。首先分析铁心电抗器温升及振动机理,... 干式铁心电抗器长期处于电磁、热及应力等物理场中,其温升和振动问题日益严重。为了解决上述问题,提高金属导体材料的利用率,该文提出了干式铁心电抗器多物理场耦合仿真与协同优化相结合的设计方法。首先分析铁心电抗器温升及振动机理,指出影响铁心电抗器温升及振动的主要因素。然后,搭建干式铁心电抗器系统级协同优化模型。温升方面采用包封线圈-气道单元散热效率优化方法,在振动方面采用Kriging近似模型优化方法,通过灵敏性分析将设计变量划分为敏感和不敏感2个层次。最后,采用多岛遗传算法获得最佳的设计,仿真结果验证了优化设计方法的正确性。优化结果表明,该文提出的干式铁心电抗器多物理场协同优化设计方法,在满足电感、温升和振动等参数的前提条件下,绕组和铁心的用量分别减少了17.1%和6.7%,显著提高了金属导体利用率。 展开更多

关键词 干式铁心电抗器 多物理耦合仿真 近似模型 灵敏性分析 协同优化设计

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基于拓扑优化的车用功率模块Pin-Fin设计方法 被引量：3

9

作者 李恺颜 曾正 +3 位作者 孙鹏 王亮 邹铭锐 韩绪冬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期4963-4977,4993,共16页

集成Pin-Fin散热器可以降低功率模块的结-流热阻,是车用电机控制器热管理的发展趋势。然而,传统参数设计方法无法定量表征Pin-Fin的形貌结构,设计自由度低、设计效果欠佳,难以实现Pin-Fin的热-流协同设计。基于变密度拓扑优化方法,该文... 集成Pin-Fin散热器可以降低功率模块的结-流热阻,是车用电机控制器热管理的发展趋势。然而,传统参数设计方法无法定量表征Pin-Fin的形貌结构,设计自由度低、设计效果欠佳,难以实现Pin-Fin的热-流协同设计。基于变密度拓扑优化方法,该文提出一种Pin-Fin形貌结构的设计方法,建立Pin-Fin设计的变密度拓扑优化模型,分析模型参数对优化结果和收敛性的影响规律,形成以结-流热阻和冷却液压降为目标的协同优化方法,探索Pin-Fin结构的热-流耦合规律和强化换热方法,得到最优的Pin-Fin散热器形貌结构,搭建变流器实验平台和车用电机控制器样机,对标商业化圆形Pin-Fin结构,以及三角形、菱形和水滴形等其他形貌结构,计及母线电压、负荷电流和冷却液流量的影响,实验结果验证了所提模型方法的可行性和有效性。实验结果表明:基于拓扑优化方法设计的Pin-Fin结构,与传统结构相比可以降低12%的结-流热阻,消除了多芯片结温差异的80%,为车用功率模块和电机控制器研究提供新的思路。 展开更多

关键词 车用功率模块 集成Pin-Fin散热器 拓扑优化方法 热-流协同优化设计

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面向大规模定制的产品族模糊层次优化研究

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作者 李喆 杜纲 吴绍艳 《中国农机化》 2005年第4期40-43,共4页

基于对目前产品平台设计的研究综述,分析并指出了研究中的不足;介绍了产品平台的概念和特征,探讨了基于公共平台的产品族设计方法。提出了基于主从关联结构的层次优化设计理念,以及实现这一理念的方法和模型框架;并对模型的数学形式、... 基于对目前产品平台设计的研究综述,分析并指出了研究中的不足;介绍了产品平台的概念和特征,探讨了基于公共平台的产品族设计方法。提出了基于主从关联结构的层次优化设计理念,以及实现这一理念的方法和模型框架;并对模型的数学形式、模糊层次优化做了阐述。 展开更多

关键词 产品族 协同优化设计 模糊层次优化 产品平台 大批量定制

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智能产品数据服务环境

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作者 李隆春 邓家諟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期666-670,共5页

提出了一种支持复杂工程系统多学科协同设计优化的产品数据管理方法及基于系统优化任务的智能产品模型数据组织模式。通过工程控制结构模型 ,定义了产品优化任务 ,并为设计任务自顶向下进行产品模型控制提供了途径。利用产品主模型技术... 提出了一种支持复杂工程系统多学科协同设计优化的产品数据管理方法及基于系统优化任务的智能产品模型数据组织模式。通过工程控制结构模型 ,定义了产品优化任务 ,并为设计任务自顶向下进行产品模型控制提供了途径。利用产品主模型技术实现数据的完整性 ,通过设计任务的语境模型产生数据高保真的分析视图以及关联数据环境实现产品主模型和分析模型的一致性。整个产品数据通过协作数据对象的封装 ,以 WEB服务的形式 ,使优化设计人员通过网络透明地获取产品数据。为了支持基于 INTERNET的协同产品开发 。 展开更多

关键词 语境模型 工程控制结构模型 关联环境模型 智能产品模型 数据管理 协同设计优化 产品设计

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