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多节点位移约束拓扑优化的增广拉格朗日法
被引量：
1
1
作者
陈卓
龙凯
+2 位作者
张承婉
杨晓宇
刘鑫
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第3期474-481,共8页
针对结构承载面抗变形的设计需求,提出增广拉格朗日框架下的多节点位移约束拓扑优化方法.首先,建立以多节点位移为约束、以体积分数最小化为目标的拓扑优化列式;其次,利用增广拉格朗日方法将数量众多的位移约束方程转化到目标函数中,将...
针对结构承载面抗变形的设计需求,提出增广拉格朗日框架下的多节点位移约束拓扑优化方法.首先,建立以多节点位移为约束、以体积分数最小化为目标的拓扑优化列式;其次,利用增广拉格朗日方法将数量众多的位移约束方程转化到目标函数中,将多约束优化问题转化为无约束优化问题;最后,采用移动渐进线法求解无约束优化问题.数值算例结果表明,与包络函数方法相比,该方法能够进一步减少结构体积,且具有稳健、高效和不受参数影响的优势;与柔顺度最小化列式相比,该方法能够有效地控制局部区域的变形,在如风电叶片结构轻量化设计等工程应用中具有必要性.
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关键词
拓扑优化
节点位移约束
增广拉格朗日
轻量化设计
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职称材料
基于边界条件等效的载荷传递结构动力学拓扑优化
2
作者
张理昊
朱益均
于开平
《振动工程学报》
北大核心
2025年第9期1945-1954,共10页
随着航空航天事业的不断发展,飞行器的载荷传递结构也愈来愈复杂。在实际工程中,如何将载荷通过合理的方式进行分配,对于航天器的轻量化设计以及结构承载性的保证具有重要的意义,并且在动载荷传递结构设计的过程中还需要考虑整体结构对...
随着航空航天事业的不断发展,飞行器的载荷传递结构也愈来愈复杂。在实际工程中,如何将载荷通过合理的方式进行分配,对于航天器的轻量化设计以及结构承载性的保证具有重要的意义,并且在动载荷传递结构设计的过程中还需要考虑整体结构对局部结构的非理想边界条件。基于此,本文提出了一种基于结构边界条件等效的动载荷传递结构动力学拓扑优化设计方法,可在设计载荷传递结构的同时充分考虑整体结构对局部结构的影响。该方法将局部结构与整体结构之间的连接边界简化为弹簧单元与集中质量单元,通过遗传算法对单元参数进行优化从而实现边界条件等效,结合结构动柔度设计目标建立基于单元密度变量的载荷传递结构拓扑优化模型。数值算例验证了该方法的有效性,并得到了优化设计结果随体积分数、外载荷频率以及载荷约束区间变化的规律。
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关键词
拓扑优化
载荷传递
边界条件等效
节点位移约束
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职称材料
题名
多节点位移约束拓扑优化的增广拉格朗日法
被引量：
1
1
作者
陈卓
龙凯
张承婉
杨晓宇
刘鑫
机构
华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室
华南理工大学机械与汽车工程学院
中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
出处
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第3期474-481,共8页
基金
华能集团总部科技项目(HNKJ20-H88).
文摘
针对结构承载面抗变形的设计需求,提出增广拉格朗日框架下的多节点位移约束拓扑优化方法.首先,建立以多节点位移为约束、以体积分数最小化为目标的拓扑优化列式;其次,利用增广拉格朗日方法将数量众多的位移约束方程转化到目标函数中,将多约束优化问题转化为无约束优化问题;最后,采用移动渐进线法求解无约束优化问题.数值算例结果表明,与包络函数方法相比,该方法能够进一步减少结构体积,且具有稳健、高效和不受参数影响的优势;与柔顺度最小化列式相比,该方法能够有效地控制局部区域的变形,在如风电叶片结构轻量化设计等工程应用中具有必要性.
关键词
拓扑优化
节点位移约束
增广拉格朗日
轻量化设计
Keywords
topology optimization
nodal displacement constraints
augmented Lagrangian
lightweight design
分类号
TP121 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
基于边界条件等效的载荷传递结构动力学拓扑优化
2
作者
张理昊
朱益均
于开平
机构
哈尔滨工业大学航天科学与力学系
出处
《振动工程学报》
北大核心
2025年第9期1945-1954,共10页
文摘
随着航空航天事业的不断发展,飞行器的载荷传递结构也愈来愈复杂。在实际工程中,如何将载荷通过合理的方式进行分配,对于航天器的轻量化设计以及结构承载性的保证具有重要的意义,并且在动载荷传递结构设计的过程中还需要考虑整体结构对局部结构的非理想边界条件。基于此,本文提出了一种基于结构边界条件等效的动载荷传递结构动力学拓扑优化设计方法,可在设计载荷传递结构的同时充分考虑整体结构对局部结构的影响。该方法将局部结构与整体结构之间的连接边界简化为弹簧单元与集中质量单元,通过遗传算法对单元参数进行优化从而实现边界条件等效,结合结构动柔度设计目标建立基于单元密度变量的载荷传递结构拓扑优化模型。数值算例验证了该方法的有效性,并得到了优化设计结果随体积分数、外载荷频率以及载荷约束区间变化的规律。
关键词
拓扑优化
载荷传递
边界条件等效
节点位移约束
Keywords
topology optimization
load transfer
equivalent boundary conditions
displacement constraint on node
分类号
V423.6 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多节点位移约束拓扑优化的增广拉格朗日法
陈卓
龙凯
张承婉
杨晓宇
刘鑫
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
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职称材料
2
基于边界条件等效的载荷传递结构动力学拓扑优化
张理昊
朱益均
于开平
《振动工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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