本文關(guān)鍵詞： 拓?fù)鋬?yōu)化 變密度法 懲罰函數(shù) 多工況　出處：《東北大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)能夠在給定載荷及約束條件下,尋找到使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)最優(yōu)化的材料密度分布,讓設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)利用材料更經(jīng)濟(jì)、受力分布更合理,從而帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)構(gòu)拓?fù)涞母倪M(jìn)可以極大的改善結(jié)構(gòu)性能或減輕結(jié)構(gòu)重量,成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。拓?fù)鋬?yōu)化是產(chǎn)品的創(chuàng)新性概念設(shè)計(jì)階段,盡管經(jīng)過(guò)研究人員的不懈努力,這一領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,但仍存在一些問(wèn)題值得進(jìn)一步深入探討。本文的研究對(duì)象是連續(xù)體結(jié)構(gòu),分別就拓?fù)鋬?yōu)化的基本理論和方法、優(yōu)化中參數(shù)的影響、基于變密度法的拓?fù)鋬?yōu)化準(zhǔn)則算法及密度差值函數(shù)等方面進(jìn)行了比較深入的研究。論文的主要研究工作：1、利用HyperWorks軟件對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化過(guò)程中的優(yōu)化參數(shù)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響進(jìn)行詳細(xì)的分析與研究,得出優(yōu)化參數(shù)對(duì)于優(yōu)化結(jié)果影響的一般規(guī)律。并結(jié)合參數(shù)的影響,探討拓?fù)鋬?yōu)化中出現(xiàn)數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象的原因。2、通過(guò)工程實(shí)例,對(duì)不同工況下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,詳細(xì)分析不同工況對(duì)于優(yōu)化結(jié)果的影響,并通過(guò)對(duì)比不同材料下的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果,驗(yàn)證了輕量化的另一途徑——輕質(zhì)材料。3、在研究三種工程中應(yīng)用較多的材料密度插值模型：SIMP、RAMP、Sigmoid。的基礎(chǔ)上,根據(jù)密度插值法理論和拓?fù)鋬?yōu)化準(zhǔn)則,依托SIMP和Sigmoid函數(shù),創(chuàng)建了S-S密度差值函數(shù),推導(dǎo)出相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式,通過(guò)典型的例子驗(yàn)證了S-S法的可行性和有效性。
[Abstract]:The topology optimization technology of structure can find out the material density distribution which can optimize the structure design objective under the given load and constraint conditions, make the structure use the material more economically, and the force distribution is more reasonable. The improvement of structure topology can greatly improve the structure performance or reduce the weight of the structure, which has become a hot research topic at home and abroad in recent years. Topology optimization is the stage of innovative conceptual design of products. Although great progress has been made in this field through the unremitting efforts of the researchers, there are still some problems that need to be further discussed. The object of this paper is continuum structure. The basic theory and method of topology optimization and the influence of parameters in optimization are discussed respectively. The topology optimization criterion algorithm based on variable density method and density difference function are studied deeply. The main work of this paper is: 1. HyperWorks software is used to analyze and study the influence of optimization parameters on the optimization results in the process of topology optimization in detail. The general law of the influence of optimization parameters on optimization results is obtained. Combined with the influence of parameters, the cause of numerical instability in topology optimization is discussed. Topology optimization of structures under different working conditions is carried out, and the effects of different working conditions on optimization results are analyzed in detail, and the results of topology optimization under different materials are compared. Another way of lightweight, light weight material. 3, is verified, which is based on the research of the material density interpolation model: SIMP / Ramp Sigmoid. which is widely used in three kinds of projects. According to density interpolation theory and topological optimization criterion, S-S density difference function is established by relying on SIMP and Sigmoid functions, and the corresponding mathematical formula is derived. The feasibility and effectiveness of S-S method are verified by typical examples.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TB114

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本文編號(hào)：1474456