本文選題：拓撲優(yōu)化 + 材料分布��； 參考：《建筑結構學報》2015年03期

【摘要】：基于固體各向同性材料懲罰密度插值模型,建立近似支撐框架模型,以最大剛度為優(yōu)化目標,以優(yōu)化體積比及工程限值為約束條件,對支撐框架結構進行了優(yōu)化。工程限值約束包括最大、最小尺寸約束,對稱性約束以及頂點位移約束等。研究結果表明:當支撐框架中斜撐的斜交角度為39°~59°時,框架具有較好的抗側剛度;當優(yōu)化體積比為0.3時,優(yōu)化后結構頂點位移較原設計域增加19%。引入工程限值約束條件能使拓撲優(yōu)化后的結果有效應用于實際工程,優(yōu)化后結構具有框架形態(tài),無不易建造的細微結構,減少了低效材料分布,從而降低造價。
[Abstract]:Based on the solid isotropic material penalty density interpolation model, the approximate braced frame model is established. The maximum stiffness is taken as the optimization objective and the optimal volume ratio and the engineering limit are taken as the constraint conditions to optimize the braced frame structure. Engineering limit constraints include maximum, minimum size constraints, symmetry constraints and vertex displacement constraints. The results show that when the angle of oblique brace in braced frame is 39 擄~ 59 擄, the frame has better lateral stiffness, and when the optimized volume ratio is 0.3, the structure vertex displacement increases by 19% compared with the original design domain. The result of topology optimization can be effectively applied to practical engineering by introducing the restriction condition of engineering limit value. The optimized structure has the frame shape and the fine structure which is not easy to be constructed, which reduces the distribution of inefficient materials and reduces the cost.
【作者單位】： 同濟大學土木工程防災國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金重大研究計劃重點國際合作項目(51261120377);國家自然科學基金重大研究計劃集成項目(91315301-4)
【分類號】：TU973.16

【參考文獻】

相關期刊論文 前8條

1 莊守兵,吳長春,馮淼林,袁振;基于均勻化方法的多孔材料細觀力學特性數(shù)值研究[J];材料科學與工程;2001年04期

2 程耿東;關于桁架結構拓撲優(yōu)化中的奇異最優(yōu)解[J];大連理工大學學報;2000年04期

3 袁振,吳長春;復合材料周期性線彈性微結構的拓撲優(yōu)化設計[J];固體力學學報;2003年01期

4 劉曉平,黃永紅,金文華,唐衛(wèi)清,劉慎權;工程約束表示模型與求解算法研究[J];計算機學報;1999年11期

5 郭中澤;張衛(wèi)紅;陳裕澤;;結構拓撲優(yōu)化設計綜述[J];機械設計;2007年08期

6 左孔天,陳立平,張云清,王書亭;用拓撲優(yōu)化方法進行熱傳導散熱體的結構優(yōu)化設計[J];機械工程學報;2005年04期

7 黃超;韓小雷;王傳峰;季靜;李衛(wèi)勇;;斜交網(wǎng)格結構體系的參數(shù)分析及簡化計算方法研究[J];建筑結構學報;2010年01期

8 榮見華,姜節(jié)勝,胡德文,顏東煌,付俊慶;基于應力及其靈敏度的結構拓撲漸進優(yōu)化方法[J];力學學報;2003年05期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張晉芳;趙人達;;基于ANSYS的漸進結構拓撲優(yōu)化方法比較[J];四川建筑科學研究;2009年02期

2 胡曉;陳麟;張春梅;周云;;鋼管混凝土斜交網(wǎng)格結構性能分析[J];四川建筑科學研究;2011年05期

3 梅玉林;王曉明;;A LEVEL SET METHOD FOR STRUCTURAL TOPOLOGY OPTIMIZATION WITH MULTI-CONSTRAINTS AND MULTI-MATERIALS[J];Acta Mechanica Sinica;2004年05期

4 ;Independent continuous mapping for topological optimization of frame structures[J];Acta Mechanica Sinica;2006年06期

5 Joseph Cadman;Richard Appleyard;;Characterization of cuttlebone for a biomimetic design of cellular structures[J];Acta Mechanica Sinica;2010年01期

6 ;Topology optimization of 3D structures with design-dependent loads[J];Acta Mechanica Sinica;2010年05期

7 ;Recent development in structural design and optimization[J];Acta Mechanica Sinica;2010年06期

8 任善;李書;;多孔材料微結構拓撲優(yōu)化設計[J];安陽工學院學報;2008年02期

9 張兆良;;雙橫臂懸架上、下擺臂輕量化設計[J];北京汽車;2010年02期

10 龍凱;左正興;肖濤;Rehan H.Zuberi;;ICM Method Combined with Meshfree Approximation for Continuum Structure[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2010年03期

相關會議論文 前10條

1 王棟;;位移約束下平面剛架結構形狀優(yōu)化設計[A];首屆全國航空航天領域中的力學問題學術研討會論文集（下冊）[C];2004年

2 劉書田;馮超恒;;基于現(xiàn)有軟件的參數(shù)化結構拓撲優(yōu)化實現(xiàn)技術與程序系統(tǒng)[A];第二屆中國CAE工程分析技術年會論文集[C];2006年

3 曾金玲;;拓撲優(yōu)化技術在發(fā)動機零部件設計中的應用[A];結構及多學科優(yōu)化工程應用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

4 ;The optimization model of structure topology optimization[A];結構及多學科優(yōu)化工程應用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

5 杜建鑌;宋先凱;;基于聲學準則的阻尼材料分布優(yōu)化設計[A];結構及多學科優(yōu)化工程應用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

6 夏奇;王煜;史鐵林;;鑄件拓撲優(yōu)化的水平集方法[A];結構及多學科優(yōu)化工程應用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

7 張永存;喬赫廷;;關于最優(yōu)導熱結構設計的數(shù)學模型探討[A];結構及多學科優(yōu)化工程應用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

8 劉遠東;尹益輝;;基于多目標優(yōu)化的螺栓-法蘭連接結構尺寸設計[A];結構及多學科優(yōu)化工程應用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

9 賈海朋;劉波;;節(jié)點鄰域進化的水平集結構拓撲優(yōu)化[A];力學與工程應用（第十三卷）[C];2010年

10 隋允康;;基于階躍函數(shù)逼近的結構拓撲優(yōu)化方法[A];力學與工程應用（第十三卷）[C];2010年

相關博士學位論文 前10條

1 段志東;基于廣義模塊化設計的快鍛液壓機機架力學特性研究[D];蘭州大學;2010年

2 楊陳;低噪聲輕量化單缸柴油機的虛擬設計技術研究[D];浙江大學;2009年

3 盧兆剛;基于混合FE-SEA方法的汽車薄壁件中頻聲學特性預測及優(yōu)化研究[D];浙江大學;2011年

4 李建寶;聲子晶體帶隙調(diào)控的數(shù)值與實驗研究[D];北京交通大學;2011年

5 李亦文;車身結構抗撞性問題的簡化建模及優(yōu)化方法研究[D];吉林大學;2011年

6 林哲祺;壓電結構的控制參數(shù)與構型優(yōu)化設計[D];大連理工大學;2011年

7 喬赫廷;連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化模型討論及其應用[D];大連理工大學;2011年

8 林鵬;質子交換膜燃料電池電堆的熱力耦合封裝力學研究[D];大連理工大學;2011年

9 孟兆新;木材干燥的多場耦合建模仿真與優(yōu)化研究[D];東北林業(yè)大學;2011年

10 李冬梅;多場耦合及多相材料的柔順機構拓撲優(yōu)化研究[D];華南理工大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 李偉;基于ANSYS平臺的拓撲優(yōu)化方法研究及其在離心機吊籃結構設計中的應用[D];中國工程物理研究院;2010年

2 張成;SU-8柔性微夾鉗的拓撲優(yōu)化設計與制作工藝[D];大連理工大學;2010年

3 韓滔;高速立式加工中心關鍵部件結構優(yōu)化[D];大連理工大學;2010年

4 劉s，

本文編號：2107758