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桁架结构尺寸和形状、拓扑的渐进优化方法 被引量:8
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作者 刘涛 邓子辰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期739-743,共5页
提出了一种求解桁架结构尺寸 ,形状和拓扑组合优化的渐进优化方法。将优化问题分解为拓扑优化和尺寸、形状优化两个子问题分层求解。通过连续化的拓扑变量和近似方法构造了拓扑变量灵敏度系数计算式 ,由拓扑变量灵敏度系数识别和删除杆... 提出了一种求解桁架结构尺寸 ,形状和拓扑组合优化的渐进优化方法。将优化问题分解为拓扑优化和尺寸、形状优化两个子问题分层求解。通过连续化的拓扑变量和近似方法构造了拓扑变量灵敏度系数计算式 ,由拓扑变量灵敏度系数识别和删除杆件单元。结构尺寸、形状优化采用准则法和渐进移点法的组合方法。分层优化时 ,在桁架中加上所有可能的杆件 ,先进行尺寸、形状优化 ,再进行拓扑优化 ,随后二者交替进行迭代 ,迭代过程的结构重量最小值即为最优解。算例表明了文中方法的有效性 。 展开更多
关键词 拓扑优化 尺寸形状优化 桁架结构
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基于OptiStruct的掘锚一体机刮板链组件优化设计及分析
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作者 张廷寿 《建设机械技术与管理》 2024年第4期35-37,共3页
针对中国铁建重工集团的掘锚一体机刮板运输机上的刮板链断裂问题,为寻找刮板链断裂的根本原因,本文从连接销轴、连接板和滚子链环三者结构强度相互匹配的角度出发,采用有限元方法(FEM),利用Hyperworks/OptiStruct软件的优化分析模块进... 针对中国铁建重工集团的掘锚一体机刮板运输机上的刮板链断裂问题,为寻找刮板链断裂的根本原因,本文从连接销轴、连接板和滚子链环三者结构强度相互匹配的角度出发,采用有限元方法(FEM),利用Hyperworks/OptiStruct软件的优化分析模块进行优化设计分析,确定新的优化设计方案,以期提高刮板链组件整体的设计可靠性和使用寿命;对新方案刮板链使用的长期追踪,表明新设计方案具有很高的设计稳健性,妥善地解决了刮板链断裂失效的问题。 展开更多
关键词 掘锚一体机 失效分析 尺寸形状优化 强度匹配
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基于拓扑优化的铝合金桁架新结构 被引量:2
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作者 晏致涛 曹俊阳 +1 位作者 朱朝晖 翟运琼 《四川建筑科学研究》 2020年第5期43-49,共7页
铝合金材料由于自重轻而在屋架结构上具有较大的优势。首先,本文通过Hyper Mesh软件对铝合金桁架结构进行了拓扑优化,根据拓扑结果设计出了符合铝合金材料的最优桁架形式。然后,运用ANSYS软件对跨度12 m、18 m、27 m、36 m、45 m的桁架... 铝合金材料由于自重轻而在屋架结构上具有较大的优势。首先,本文通过Hyper Mesh软件对铝合金桁架结构进行了拓扑优化,根据拓扑结果设计出了符合铝合金材料的最优桁架形式。然后,运用ANSYS软件对跨度12 m、18 m、27 m、36 m、45 m的桁架形式进行了进一步的形状与截面尺寸优化,提出了一种新的铝合金桁架结构形式。结果表明,随着体积分数不断增大,拓扑图里的受力杆件更加清晰,桁架可以采用不加竖杆,腹杆采用三角形或者交叉的新形式。按新设计的桁架形式进行截面优化设计后,耗铝量明显优于常规桁架结构形式,尤其是对跨度超过27 m的,按拓扑优化后的新桁架形式能够节约更多的材料。 展开更多
关键词 铝合金桁架 拓扑优化 形状尺寸优化 耗材量
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一种卫星分步结构优化方法 被引量:7
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作者 徐皓 姚雯 +2 位作者 赵勇 王宁 都柄晓 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期22-28,共7页
在卫星结构设计中,为了在满足各种工况条件下有效实现减重,基于优化驱动设计的思想,文章提出了一种分步结构优化方法:第一步采用固体各项同性惩罚微结构法(SIMP)进行多工况下最小柔顺度的拓扑优化,通过将多工况下的优化目标加权,转化为... 在卫星结构设计中,为了在满足各种工况条件下有效实现减重,基于优化驱动设计的思想,文章提出了一种分步结构优化方法:第一步采用固体各项同性惩罚微结构法(SIMP)进行多工况下最小柔顺度的拓扑优化,通过将多工况下的优化目标加权,转化为单目标优化问题,优化求解得到最优构型;第二步,提取第一步优化方案的拓扑构型关键特征,以质量最小、整星结构基频最高为目标,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对形状和尺寸参数进行多目标优化;第三步,根据得到的形状尺寸参数,考虑实际加工和设计要求,经过人工修改迭代,得到最终设计。此方法应用于天拓-3卫星的支撑腿结构设计中,实现了考虑多工况的拓扑优化和多目标的形状尺寸优化。按照工程设计制造要求进行处理,获得的优化方案在满足各项约束条件下使支撑腿结构有效减重44.57%,整星结构基频提高3.97%,说明该方法具有较强的工程应用价值。 展开更多
关键词 卫星 拓扑优化 形状尺寸优化 多工况 多目标
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基于免疫粒子群-齿行法的桁架结构分层优化 被引量:3
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作者 陆金钰 沈圣 +1 位作者 牛畅 杨湛 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期335-340,共6页
针对考虑应力约束、位移约束和压杆稳定约束的桁架结构进行形状和尺寸优化,提出了一种基于免疫粒子群优化算法和齿行法的桁架结构优化算法.对形状和尺寸2类耦合变量进行分层处理.内层考虑各类约束条件,利用收敛速度较快的齿行法对给定... 针对考虑应力约束、位移约束和压杆稳定约束的桁架结构进行形状和尺寸优化,提出了一种基于免疫粒子群优化算法和齿行法的桁架结构优化算法.对形状和尺寸2类耦合变量进行分层处理.内层考虑各类约束条件,利用收敛速度较快的齿行法对给定形状的结构进行截面优化,使其自重最轻,将约束问题转化为非约束问题;外层则通过全局搜索能力较强的免疫粒子群算法对结构形状进行全局搜索,得出最终优化结果.通过37杆平面简支桁架桥和25杆空间桁架2个经典算例验证了所提算法的有效性.结果表明,所提算法采用内外层嵌套搜索,能够更好地处理2类变量的耦合关系,有效缩小了解空间的范围,具有良好的优化效果和较高的搜索效率. 展开更多
关键词 桁架形状尺寸优化 分层优化 免疫粒子群优化算法 齿行法
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一种海洋平台甲板结构有频率约束的动力拓扑优化方法 被引量:1
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作者 郝清 赵德有 《中国海洋平台》 2007年第6期11-15,20,共6页
利用浙进优化的原理进行海洋平台甲板结构的动力优化。对海洋平台甲板建立具有频率禁区约束的结构动力优化设计的三维有限元模型;计算原结构的灵敏度,采用在灵敏度高的区域,加强原构件及增加构件的方法,使结构避开频率禁区,避免共振;在... 利用浙进优化的原理进行海洋平台甲板结构的动力优化。对海洋平台甲板建立具有频率禁区约束的结构动力优化设计的三维有限元模型;计算原结构的灵敏度,采用在灵敏度高的区域,加强原构件及增加构件的方法,使结构避开频率禁区,避免共振;在此基础上,通过删除构件,改变结构的拓扑形状,对结构进行渐进优化。可达到满足结构动力要求,减小结构质量的目的。 展开更多
关键词 拓扑优化 尺寸形状优化 板梁组合结构
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INTEGRATION SHAPE AND SIZING OPTIMIZATION OF COMPOSITE WING STRUCTURE BASED ON RESPONSE SURFACE METHOD 被引量:7
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作者 王伟 杨伟 常楠 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 2008年第2期94-100,共7页
An effective optimization method for the shape/sizing design of composite wing structures is presented with satisfying weight-cutting results. After decoupling, a kind of two-layer cycled optimization strategy suitabl... An effective optimization method for the shape/sizing design of composite wing structures is presented with satisfying weight-cutting results. After decoupling, a kind of two-layer cycled optimization strategy suitable for these integrated shape/sizing optimization is obtained. The uniform design method is used to provide sample points, and approximation models for shape design variables. And the results of sizing optimization are construct- ed with the quadratic response surface method (QRSM). The complex method based on QRSM is used to opti- mize the shape design variables and the criteria method is adopted to optimize the sizing design variables. Compared with the conventional method, the proposed algorithm is more effective and feasible for solving complex composite optimization problems and has good efficiency in weight cutting. 展开更多
关键词 composite structures shape optimization WINGS sizing optimization response surface method
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