考虑内力响应的连续体结构拓扑优化

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Redlove
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着有限元分析精度的提高,结构强度和刚度的设计要求比较容易满足,考虑强度和刚度的优化也比较成熟,结构在强度和刚度方面的事故率也大幅度降低。但结构内力分析不足,根据航空事故分析统计,大约有83%的(122起事故中的83起)事故是由结构内力过载造成的。重视结构关键部位的内力,并将结构内力调整到一个安全的范围内,可以有效的降低事故率。通过拓扑优化可以得到传力路径,不同传力路径对应不同内力载荷。如果将内力载荷作为目标或约束进行拓扑优化可以得到满足不同需求的传力路径,为拓扑优化的发展提供新思路和新方法,具有重要的理论意义和工程价值。  基于ICM(Independent,Continuous and Mapping)方法,分别对内力响应为约束和目标的连续体结构拓扑优化的方法进行了研究,主要研究内容如下:  (1)基于子结构法将结构分开将内力暴露出来,以结构重量最小为目标,以指定路径上的内力关系和结构应力为约束建立连续体结构拓扑优化模型,通过累加获得需要控制的传力路径上的内力,通过迭代调整两个路径上的内力使其比值达到一个稳定的值,从而获得满足内力约束的传力路径。  (2)以指定路径上的内力关系为目标,以结构应力和体积比为约束建立了连续体结构拓扑优化模型。基于ICM方法将优化模型转化为二次规划模型,采用Matlab二次规划求解器进行迭代求解,得到最优拓扑。  (3)以MSC.Nastran软件为结构分析求解器,以MSC.Patran软件为开发平台,采用PCL(Patran Command Language)语言,开发了以内力响应为约束和目标的连续体结构拓扑优化程序。数值算例表明该程序算法具有可靠性,可以得到满足内力关系的清晰传力路径。
其他文献
高校是为国家培养和输送人才的摇篮,是提升科技发展动力和储备人才的重要场所,也是大学生迈向社会的过渡期和衔接点.如何在这个节点上更好地发挥作用,是高校思想政治工作者应
随着电网规模的不断扩大,大量非线性不对称负载接入供电系统,再加上电力电子变流器件的广泛应用以及分布式能源的大力发展,导致电网环境日趋恶化,电网电压、电流畸变不对称现象越来越严重。因此,基于正弦对称电压、电流建立的非常成熟且被广泛接受的传统的瞬时功率理论在诸如混合补偿系统等非线性电路的分析计算中已失去了其有效性。而多端电路较多相电路具有更大的概念外延,所以本文引入多端电路的概念,对多端电路形式下的瞬
在互联大电力系统和电力市场化运营的条件下,电力系统的安全性问题变得越来越突出,也越来越引起人们的重视。随着计算机技术和高性能计算方法的不断发展,在线动态安全分析作为提高电力系统安全性的重要分析手段初步具备了一些实施的条件。而事故扫描,也称事故筛选与排序,作为在线动态安全分析的基本功能组成,是实施在线暂态稳定性分析的重要前提,对电力系统安全预警的实现具有重要意义。论文针对电力系统的暂态稳定事故扫描的
复合材料航天结构由于其结构和材料的复杂性、多样性使得对详细的应力分析存在许多困难,该文针对复合航天结构的应力分析提出一些有效的方法.该文主要完成了以下一些工作:1.
随着铸造技术的发展,连铸技术已经改变了一个世纪以来占统治地位的传统铸模工艺。连铸技术作为一项将钢水直接浇铸成坯的新工艺,以其工作效率高,产品质量好而受到了广大钢铁生产
圆柱壳结构局部受到激光辐照时,辐照区域快速产生高温,引起一系列反应,造成结构强度和屈曲承载能力降低,加速结构破坏。结构旋转能够在一定程度上降低高能激光对于圆柱壳结构的作
《生物统计学》是生物信息专业的一门核心课程,对人才培养有着重要的作用.针对目前《生物统计学》课程教学中存在的不足,结合生物信息专业人才培养的需要,对该课程在教学手段
昆虫在飞行过程中,翼面发生柔性大变形。翼面变形对飞行控制和升力产生有重要贡献。翼面变形与翼面所受气动力、惯性弹性力以及翼面刚度息息相关。由于昆虫翼面是复杂的被动结
无机与分析化学实验课是农业院校非化学专业本科生的必修课程,它是学习各专业化学课程和专业课程的基础,因此对学生需要做好适当的引导和重视.新生刚接触基础化学实验课时,难