【摘 要】
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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凶子最大化目标,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GCM
【机 构】
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南昌航空大学航空制造工程学院,南昌330063
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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凶子最大化目标,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O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.
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为从动态冲击试验中获取毁灭性碰撞时准确的特征参数,考虑动态冲击试验中台车撞击头对试验结果的影响,参考反求凸轮轮廓的设计思想,提出了根据立柱倒伏的路径反求撞击头轮廓的设计方法.此外,成功将台车撞击埋入硬黏土中的单柱有限元仿真模型校准为台车动态冲击试验,并利用校准后的有限元仿真模型对反求出的撞击头轮廓进行仿真分析,验证了反求H的撞击头能够反映桩基真实的承载能力.
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