板结构动应力优化设计研究

来源 :郑州机械研究所 机械科学研究总院郑州机械研究所 | 被引量 : 7次 | 上传用户:nidayedejb
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灵敏度是结构优化设计中的关键技术之一.为了获得高精度的动应力灵敏度计算公式,该文在有限元计算公式基础上,通过应力计算公式直接对设计变量求导数的方法推导出了板单元动应力灵敏度的计算公式,并在结构分析程序的基础上开发了相应的应力灵敏度计算程序.由于动应力灵敏度计算公式是采用应力计算公式直接对设计变量求导数的方法导出的,所以,该文的应力灵敏度计算公式较复杂,程序实现难度也增大,但是,该文求得的动应力灵敏度不但精度高,而且具有计算时间少、灵敏度精度不涉及差分步长等优点.该文的高精度的灵敏度可以给出与实际符合较好的优化方向和设计变量增量,这样,需要的优化迭代次数少,可以减少结构重分析次数,节省计算时间.采用结构分析和结构优化混合编程的程序实现方案,并且遵守和继承了原有优化设计程序系统的模块化和数据管理的特点,可以充分地利用结构分析的结果数据、提高数据重复利用率,因此提高了整个优化过程的计算效率.用四个灵敏度算例从不同的受载形式、不同的板的厚宽比、应力灵敏度与设计变量的不同对应情况(与设计变量相关和不相关)等方面,对该文的动应力灵敏度计算公式和灵敏度程序计算功能进行了验证.用三个动力优化设计算例对所编制的优化设计程序功能进行了验证.算例结果表明,该文方法求得的动应力灵敏度精度高,所需要的优化迭代次数少,同时也表明该文的动应力灵敏度公式推导和所开发的程序是正确的.该文是在原有成果<[79]>基础上完成的,在程序实现方案和程序模块化方面具有通用性,所以,该文工为开发其他类型单元的动应力结构优化设计程序提供了良好的理论基础和实现方案.
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