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轮盘概念设计中拓扑和形状同时优化方法
被引量：
2
1
作者
范俊
尹泽勇
+2 位作者
王建军
米栋
闫成
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期456-465,共10页
为了减小人为选择参数对优化结果的影响,针对航空发动机轮盘概念设计阶段的结构优化问题,提出了拓扑和形状同时优化(STSO)法.该方法是在变密度(SIMP)法的基础上,通过分析优化目标和约束的灵敏度,用序列二次规划优化(SQP)法进行求解.接着...
为了减小人为选择参数对优化结果的影响,针对航空发动机轮盘概念设计阶段的结构优化问题,提出了拓扑和形状同时优化(STSO)法.该方法是在变密度(SIMP)法的基础上,通过分析优化目标和约束的灵敏度,用序列二次规划优化(SQP)法进行求解.接着,以板壳结构为例,对比分析了STSO法和分步优化法的结果,说明了拓扑和形状同时优化方法的优点.最后,将同时优化方法应用于轮盘结构概念设计,对比分析了使用拓扑和形状同时优化方法与单独拓扑优化方法进行轮盘结构优化的结果,探讨了不同振型对应的频率约束对优化结果的影响.结果表明,不同振型对应的频率约束下优化结果的结构形式呈现多样性;相较于单独拓扑优化方法,STSO法收敛速度较快、结果也更精确;但是由于形状优化变量取值范围选取不当,有可能会出现网格畸变过大,而导致STSO法所得的结果无效.
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关键词
航空发动机
轮盘
拓扑
和
形状
同时
优化
法
变密度法
频率约束
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职称材料
极限热弹性材料微结构的拓扑优化设计
被引量：
2
2
作者
王昱
吕恩利
+1 位作者
郭嘉明
赵俊宏
《机械设计与制造》
北大核心
2017年第7期161-163,共3页
材料技术发展一直备受科技界和产业界的关注。采用一种多相材料水平集拓扑形状优化方法,对具有周期性微结构的人工复合材料进行微结构拓扑优化设计,使复合材料具有极端的热弹性能。这一系统的数值方法,通过均匀化方法计算微结构的等效...
材料技术发展一直备受科技界和产业界的关注。采用一种多相材料水平集拓扑形状优化方法,对具有周期性微结构的人工复合材料进行微结构拓扑优化设计,使复合材料具有极端的热弹性能。这一系统的数值方法,通过均匀化方法计算微结构的等效材料性能,然后采用基于多相水平集模型的参数化水平集方法实现微结构的形状和拓扑演变。多相水平集模型使用多个水平集函数的组合来描述多相材料的边界,并且不出现重叠和缺失。参数化水平集方法将汉密尔顿-雅各比偏微分方程的拓扑形状优化问题转换为一个较为简单的尺寸优化问题。由两个极限热弹性材料微结构设计算例,验证了该设计方法的可行性,为设计具备极限性能的人工材料提供了一套系统的设计方法。
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关键词
热弹性性能
形状拓扑优化
水平集方法
数值均匀化方法
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职称材料
一种基于水平集函数的尺寸优化方法及应用
被引量：
1
3
作者
王书亭
陈振兴
+1 位作者
杨勇
张卫国
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第20期2437-2442,共6页
针对构建结构拓扑、形状、尺寸的统一优化模型的需求,采用水平集函数描述结构尺寸要素的方法,建立了基于水平集法的结构尺寸优化模型。该方法采用水平集函数描述规则孔洞的几何尺寸信息,并通过引入紧支径向基函数进行插值,将尺寸变量转...
针对构建结构拓扑、形状、尺寸的统一优化模型的需求,采用水平集函数描述结构尺寸要素的方法,建立了基于水平集法的结构尺寸优化模型。该方法采用水平集函数描述规则孔洞的几何尺寸信息,并通过引入紧支径向基函数进行插值,将尺寸变量转化为基函数的扩展系数。将基于水平集法的尺寸优化方法与基于水平集法的拓扑形状优化方法融合,构建了结构统一优化模型,实现了结构尺寸、拓扑和形状的综合优化。
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关键词
几何尺寸表达
尺寸
优化
拓扑
形状
优化
综合
优化
水平集法
紧支径向基函数
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职称材料
题名
轮盘概念设计中拓扑和形状同时优化方法
被引量：
2
1
作者
范俊
尹泽勇
王建军
米栋
闫成
机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
陆航研究所
中航工业航空动力机械研究所
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期456-465,共10页
基金
国家863计划资助项目(2006AA04Z418)
文摘
为了减小人为选择参数对优化结果的影响,针对航空发动机轮盘概念设计阶段的结构优化问题,提出了拓扑和形状同时优化(STSO)法.该方法是在变密度(SIMP)法的基础上,通过分析优化目标和约束的灵敏度,用序列二次规划优化(SQP)法进行求解.接着,以板壳结构为例,对比分析了STSO法和分步优化法的结果,说明了拓扑和形状同时优化方法的优点.最后,将同时优化方法应用于轮盘结构概念设计,对比分析了使用拓扑和形状同时优化方法与单独拓扑优化方法进行轮盘结构优化的结果,探讨了不同振型对应的频率约束对优化结果的影响.结果表明,不同振型对应的频率约束下优化结果的结构形式呈现多样性;相较于单独拓扑优化方法,STSO法收敛速度较快、结果也更精确;但是由于形状优化变量取值范围选取不当,有可能会出现网格畸变过大,而导致STSO法所得的结果无效.
关键词
航空发动机
轮盘
拓扑
和
形状
同时
优化
法
变密度法
频率约束
Keywords
aero-engine
disk
simultaneous topology and shape optimization method
solid isotropicmaterial with penalization （SIMP）
frequency constraint
分类号
V231.91 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
极限热弹性材料微结构的拓扑优化设计
被引量：
2
2
作者
王昱
吕恩利
郭嘉明
赵俊宏
机构
华南农业大学工程学院
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2017年第7期161-163,共3页
文摘
材料技术发展一直备受科技界和产业界的关注。采用一种多相材料水平集拓扑形状优化方法,对具有周期性微结构的人工复合材料进行微结构拓扑优化设计,使复合材料具有极端的热弹性能。这一系统的数值方法,通过均匀化方法计算微结构的等效材料性能,然后采用基于多相水平集模型的参数化水平集方法实现微结构的形状和拓扑演变。多相水平集模型使用多个水平集函数的组合来描述多相材料的边界,并且不出现重叠和缺失。参数化水平集方法将汉密尔顿-雅各比偏微分方程的拓扑形状优化问题转换为一个较为简单的尺寸优化问题。由两个极限热弹性材料微结构设计算例,验证了该设计方法的可行性,为设计具备极限性能的人工材料提供了一套系统的设计方法。
关键词
热弹性性能
形状拓扑优化
水平集方法
数值均匀化方法
Keywords
Thermoelastic Properties
Topological Shape Optimization
Let Set Method
Numerical Homogenization Method
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
一种基于水平集函数的尺寸优化方法及应用
被引量：
1
3
作者
王书亭
陈振兴
杨勇
张卫国
机构
华中科技大学国家CAD支撑软件工程技术研究中心
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第20期2437-2442,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(50975107)
国家科技重大专项(2010ZX04001-032)
文摘
针对构建结构拓扑、形状、尺寸的统一优化模型的需求,采用水平集函数描述结构尺寸要素的方法,建立了基于水平集法的结构尺寸优化模型。该方法采用水平集函数描述规则孔洞的几何尺寸信息,并通过引入紧支径向基函数进行插值,将尺寸变量转化为基函数的扩展系数。将基于水平集法的尺寸优化方法与基于水平集法的拓扑形状优化方法融合,构建了结构统一优化模型,实现了结构尺寸、拓扑和形状的综合优化。
关键词
几何尺寸表达
尺寸
优化
拓扑
形状
优化
综合
优化
水平集法
紧支径向基函数
Keywords
geometry shape and parameter characterization
size optimization
shape and topologyoptimization
unified optimization method
level--set method
compactly supported radial basis func-tions
分类号
TB12 [理学—工程力学]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
轮盘概念设计中拓扑和形状同时优化方法
范俊
尹泽勇
王建军
米栋
闫成
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
极限热弹性材料微结构的拓扑优化设计
王昱
吕恩利
郭嘉明
赵俊宏
《机械设计与制造》
北大核心
2017
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
一种基于水平集函数的尺寸优化方法及应用
王书亭
陈振兴
杨勇
张卫国
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
1
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职称材料
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