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题名梁板结构埋入压电片的深度和厚度优化研究
被引量：4
- 1
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作者
吴克恭
葛森
闫云聚
姜节胜
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机构
西北工业大学
中国飞机结构强度研究所
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2003年第3期122-126,共5页
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基金
国家自然科学基金 (10 0 72 0 5 0 )
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文摘
根据梁的弯曲变形理论 ,以及压电材料的压电效应 ,对压电复合材料梁结构的应变和应力状态进行了分析。推导了压电材料埋入梁结构时其埋入深度和压电材料本身厚度的优化目标函数。根据优化目标函数 ,绘制出了在给定的基体材料和压电材料弹性模量比之下 ,压电材料的驱动力矩随埋入深度和压电材料厚度变化的三维曲面和等高线图 ,直观地表示出了埋入型压电材料智能结构获得最佳驱动力矩的配置方案。同时也分析了结构和压电材料两者的弹性模量之比对其结果的影响。结果表明 ,压电材料对于结构的作动力矩与其埋入基体材料的深度、本身厚度以及基体材料和压电材料的弹性模量之比都有着密切的联系。同时将结果也推广到了压电板结构 ,此时压电材料和基体材料的泊松比对其结果也有一定的影响。
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关键词
梁板结构
压电片
埋入深度
埋入厚度
优化
压电智能材料
压电复合材料
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Keywords
composite beam and plate structure, piezoelectric patch, depth, thickness, optimization.
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分类号
TU323.3
[建筑科学—结构工程]
TB381
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名基于位移和应力灵敏度的结构拓扑优化设计
被引量：19
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作者
荣见华
葛森
邓果
邢晓娟
赵志军
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机构
长沙理工大学汽车与机械工程学院
中国飞机结构强度研究所
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第4期518-529,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(10472016
10872036)
+2 种基金
863课题(2008AA04Z118)
航空科学基金项目(2007ZA23007)
交通部应用基础研究项目(200331982509)资助~~
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文摘
针对仅有应力约束以及含位移和应力约束的重量最小结构拓扑优化问题,基于ICM(独立、连续、映射)方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种结构拓扑优化方法.在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,通过形成和引进新的位移和应力约束限,自动构建设计变量移动限.将结构应力约束归并为几个最可能的有效应力约束,大大减少了应力灵敏度的分析量.另外,建立了单元删除阈值和几轮迭代循环的单元删除策略.为了确保优化迭代中结构非奇异和方法具有增添单元的功能,在结构孔洞和边界周围引入了一层人工材料单元,构建了其等效的优化模型.结合位移和应力灵敏度分析,形成了一种新的连续体结构的拓扑优化方法.给出的算例验证了该方法的正确性和有效性.
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关键词
拓扑优化
位移约束
应力约束
连续体结构
ICM方法
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Keywords
topological optimization, displacement constraint, stress constraint, continuum structure, ICM method
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分类号
O342
[理学—固体力学]
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题名基于设计空间调整的结构拓扑优化方法
被引量：14
- 3
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作者
荣见华
张强
葛森
牟让科
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机构
长沙理工大学汽车与机械工程学院
中国飞机结构强度研究所
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第2期256-267,共12页
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基金
国家自然科学基金(10472016
10872036)
+1 种基金
国家863计划(2008AA04Z118)
航空科学基金(2007ZA23007)资助项目~~
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文摘
提出了一种基于设计空间调整的结构拓扑优化方法,以求解有限元网格规模大的问题,且获得0/1拓扑解.首先,借鉴有理分式材料模型,建立了材料刚度性质与拓扑变量的关系.为了解决分析计算量大和需要解释得到的材料分布等问题,给出了一种不影响数学规划求解算法收敛特性的设计空间调整手段.其次,当优化迭代求解接近结构最佳拓扑邻域后,采用了加速收敛求解的策略,并给出了一种加速收敛的启发式算法.然后,结合基于倒设计变量的位移函数的非完整二阶近似式,建立了一种基于设计空间调整的结构拓扑优化算法.该方法能获得较好0-1分布特征的优化拓扑,能较好地处理多载荷和多约束的结构拓扑优化问题.给出的算例表明通过结构分析模型规模的减小和传统的位移迭代求解法的采用,方法效率明显提高.算例验证了该方法的正确性和有效性.
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关键词
拓扑优化
位移约束
连续体结构
设计空间调整
有理分式材料模型
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Keywords
topological optimization
displacement constraint
continuum structure
design space adjustment
rational approximation material model
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分类号
O39
[理学—工程力学]
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