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基于MO-RAMP插值模型的阻尼板GCMOC法拓扑减振优化
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作者 贺红林 李洪坤 +2 位作者 李冀 赵伟鹏 余志豪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第23期223-231,共9页
为了有效实现板件的抗振性动力学设计,研究约束阻尼板拓扑动力学优化方法。建立约束阻尼板有限元动力学分析模型,推导出模态损耗因子计算公式;建立了基于模态损耗因子最大化目标,以阻尼层单元相对密度为拓扑变量,以阻尼材料使用量及结... 为了有效实现板件的抗振性动力学设计,研究约束阻尼板拓扑动力学优化方法。建立约束阻尼板有限元动力学分析模型,推导出模态损耗因子计算公式;建立了基于模态损耗因子最大化目标,以阻尼层单元相对密度为拓扑变量,以阻尼材料使用量及结构频率作为控制的阻尼板优化数学模型;利用序列凸规划理论而对传统优化准则法进行改进,采用改进准则法GCMOC(global extreme point converged by method of optimization criterion)解算优化模型以求取全域性优化解,推导出面向GCMOC的拓扑变量迭代式;考虑到多阶次RAMP(rational approxination of material properties)函数的形状具有较理想的可控下凹几何特征,提出在优化迭代中采用多阶次RAMP材料插值模型(MO-RAMP)对拓扑变量集合进行惩罚以实现其快速的0,1二值化,并尽量减少处于0.3~0.7的中间拓扑变量值出现;编制了面向约束阻尼板的拓扑动力学优化程序,实现了基于MO-RAMP的约束阻尼板GCMOC法变密度式减振拓扑动力学优化过程。算例分析表明,MO-RAMP与GCMOC复合的算法用于阻尼板拓扑迭代时,可将阻尼单元密度值快速地推向逼近0或1的值。它能得到清晰的阻尼单元优化密度云并有利于优化构型的实现;能在大幅减少阻尼材料用量条件下充分发挥其黏弹耗能效应,能在保证阻尼板动力学特性基本稳定的前提下使结构获得更好的减振效果。 展开更多
关键词 约束阻尼板 拓扑动力学优化 MO-ramp材料插值模型 GCMOC优化 减振特性
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基于导重法的自重载荷下悬臂梁结构拓扑优化 被引量:6
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作者 任毅如 向剑辉 +2 位作者 何杰 宁克焱 杨玲玲 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1338-1344,共7页
针对自重载荷悬臂梁结构拓扑优化末端区域材料分布不收敛的问题,提出了一种拓扑优化方法。根据虚功相等原理,利用四节点矩形单元的形函数、单元体积密度和质量的关系建立了载荷等效方法。根据优化模型的Kuhn-Tucker条件推导出了导重准则... 针对自重载荷悬臂梁结构拓扑优化末端区域材料分布不收敛的问题,提出了一种拓扑优化方法。根据虚功相等原理,利用四节点矩形单元的形函数、单元体积密度和质量的关系建立了载荷等效方法。根据优化模型的Kuhn-Tucker条件推导出了导重准则,以及目标函数的灵敏度公式和考虑自重载荷拓扑优化的迭代算法。针对自重载荷作用下悬臂梁结构拓扑优化存在的末端区域材料分布模糊问题,研究了变密度法和非结构质量相结合的求解策略,揭示了典型因素对拓扑结构的影响规律。结果表明:所提方法能够解决自重载荷下悬臂梁末端区域材料分布模糊问题。 展开更多
关键词 拓扑优化 导重法 变密度法 自重载荷 材料属性有理近似函数插值(ramp)模型
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约束阻尼变密度材料属性合理近似插值模型全域灵敏度减振优化 被引量:3
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作者 袁维东 马俊升 +2 位作者 贺红林 缪国峰 郎旭东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第19期2304-2315,共12页
针对圆柱壳约束阻尼拓扑减振优化问题,基于变密度材料属性合理近似插值模型,构建以模态损耗因子最小为优化目标的拓扑减振模型,引入振型控制因子MAC评价振型的阶跃状态,寻优迭代轻量化约束设计域内的减振优化解。推导目标灵敏度的插值模... 针对圆柱壳约束阻尼拓扑减振优化问题,基于变密度材料属性合理近似插值模型,构建以模态损耗因子最小为优化目标的拓扑减振模型,引入振型控制因子MAC评价振型的阶跃状态,寻优迭代轻量化约束设计域内的减振优化解。推导目标灵敏度的插值模型,演算全域优化求解算法,建立∞-范数的全域灵敏度拓扑变量优化准则,避免非凸优化函数的部分目标灵敏度参与优化迭代的局部优化解和跳跃。编程实现了壳构件约束阻尼结构的减振优化分析。结果表明:全域优化算法寻优域广,迭代历程稳定时间短、敷设部分阻尼材料易获得有效的减振效果。 展开更多
关键词 圆柱壳约束阻尼 模态损耗因子 材料属性合理近似插值模型 全域灵敏度
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