【摘要】：針對薄板結構的低噪聲設計問題,以結構聲輻射功率最小化為優(yōu)化目標,借鑒植物脈序分枝結構的構型特征,提出了薄板結構加強筋布局的仿生拓撲優(yōu)化方法。以結構應變能最小和釋放局部最大剪應力作為加強筋主脈和次脈的生長準則,以廣義Murray準則作為加強筋脈序的分歧準則,構造了具有脈序分級特征的加強筋自適應生長算法。以固支薄板結構的橫向彎曲振動及聲輻射問題為典型算例,對比分析了仿脈序分布加筋板結構的聲輻射功率和振動功率流的分布特性。數(shù)值結果表明,與相同體積約束下的正交加筋布局方式相比,仿脈序分布加筋方法使薄板結構具有更優(yōu)的聲振特性,進而驗證了薄板結構加強筋仿生布局降噪方法的有效性與可靠性。
[Abstract]:Aiming at the problem of low noise design of thin plate structures, a bionic topology optimization method for stiffening tendons of thin plate structures is proposed by using the structural sound radiation power minimization as the optimization objective and referring to the configuration characteristics of plant vein sequence branching structures. Taking the minimum strain energy and local maximum shear stress as the growth criteria for strengthening the main and secondary veins and the generalized Murray criterion as the bifurcation criteria for strengthening the vein order, an adaptive growth algorithm with the characteristics of pulse sequence classification is constructed. Taking the transverse bending vibration and acoustic radiation of clamped thin plate structure as typical examples, the distribution characteristics of acoustic radiation power and vibration power flow of stiffened plate structure with simulated pulse sequence distribution are compared and analyzed. The numerical results show that, compared with the orthogonal stiffened layout with the same volume constraint, the reinforcement method with simulated pulse sequence distribution makes the thin plate structure have better acoustic and vibration characteristics. Furthermore, the effectiveness and reliability of the noise reduction method for the bionic layout of stiffeners in thin plate structures are verified.
【作者單位】： 哈爾濱工程大學;哈爾濱理工大學;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51505096) 黑龍江省自然科學基金資助項目(E2015026) 中央高�；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助項目(HEUCF150701) 黑龍江省青年科學基金資助項目(QC2016056)
【分類號】：TB535

【參考文獻】

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1 史冬巖;孔令成;石先杰;韓家山;;彈性邊界板結構拓撲優(yōu)化聲輻射[J];振動.測試與診斷;2014年01期

2 劉良寶;陳五一;;基于葉脈分枝結構的飛機蓋板結構仿生設計[J];北京航空航天大學學報;2013年12期

3 薛開;李永欣;;板殼結構加筋布局的仿生脈序生長算法[J];哈爾濱工程大學學報;2011年09期

4 杜建鑌;宋先凱;董立立;;基于拓撲優(yōu)化的聲學結構材料分布設計[J];力學學報;2011年02期

5 陳爐云;張裕芳;李英輝;;肋骨分布對肋板聲輻射影響及分布優(yōu)化分析[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);2011年01期

6 陳爐云;張裕芳;;基于功率流分析的結構聲優(yōu)化研究[J];振動與沖擊;2010年10期

7 岑海堂;陳五一;;小型翼結構仿生設計與試驗分析[J];機械工程學報;2009年03期

8 丁曉紅;林建中;山崎光悅;;利用植物根系形態(tài)形成機理的加筋薄殼結構拓撲優(yōu)化設計[J];機械工程學報;2008年04期

9 丁曉紅;陳建來;程莉;;抗振板殼結構的仿生拓撲優(yōu)化設計方法[J];船舶力學;2008年01期

【共引文獻】

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1 滕曉艷;江旭東;史冬巖;;薄板結構低噪聲仿生拓撲優(yōu)化方法[J];中國機械工程;2016年10期

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3 滕曉艷;江旭東;鄒廣平;史冬巖;;簡諧激勵下板殼結構加強筋仿生布局降噪方法[J];振動與沖擊;2016年06期

4 陳文炯;劉書田;張永存;;基于拓撲優(yōu)化的自發(fā)熱體冷卻用植入式導熱路徑設計方法[J];力學學報;2016年02期

5 楊義;魏浩征;李志遠;陳黎卿;;基于車架最小振動量確定叉車動力裝置支點[J];合肥學院學報(自然科學版);2015年02期

6 孫士平;劉宇鋒;;周期性格柵加筋結構的拓撲優(yōu)化設計[J];機械強度;2015年02期

7 史冬巖;顏鳳眠;韓家山;石先杰;;板殼結構加強筋仿葉脈分布聲輻射優(yōu)化研究[J];振動工程學報;2014年05期

8 張焱冰;任春雨;朱錫;;基于遺傳算法的復合材料圓柱殼水下聲輻射優(yōu)化[J];海軍工程大學學報;2014年04期

9 陳爐云;張裕芳;;基于阻尼材料拓撲分布的結構-聲輻射優(yōu)化[J];復合材料學報;2015年03期

10 季金;丁曉紅;熊敏;;基于最優(yōu)準則法的板殼結構加筋自適應成長技術[J];機械工程學報;2014年11期

【二級參考文獻】

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1 王飛;何景武;;基于仿生學的機翼結構剛度和強度設計研究[J];飛機設計;2010年04期

2 周杰;黃人江;郭武俊;楊凱;;扇形加強筋結構對汽車后輪轂包成形質(zhì)量的影響[J];鍛壓裝備與制造技術;2009年04期

3 章勝冬;楊軍剛;張衛(wèi)紅;;薄板結構加筋布局設計的漸進結構優(yōu)化方法[J];現(xiàn)代制造工程;2009年04期

4 岑海堂;陳五一;;小型翼結構仿生設計與試驗分析[J];機械工程學報;2009年03期

5 鄧兆祥;高書娜;胡玉梅;;基于拓撲優(yōu)化的轎車車身低噪聲設計[J];振動與沖擊;2008年11期

6 張鯤;孫紅靈;陳海波;張培強;陳亞東;;基于有限元方法的復雜浮筏系統(tǒng)功率流計算(英文)[J];中國科學技術大學學報;2008年05期

7 丁曉紅;林建中;山崎光悅;;利用植物根系形態(tài)形成機理的加筋薄殼結構拓撲優(yōu)化設計[J];機械工程學報;2008年04期

8 劉曉波;;機車車體結構中加強筋的合理設計[J];機車電傳動;2008年01期

9 張明偉;方宗德;周凱;;微撲翼飛行器的仿生結構研究[J];機床與液壓;2007年06期

10 朱燈林;王安麟;;基于動態(tài)柔度的硬盤驅(qū)動臂的拓撲設計[J];機械強度;2007年02期

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4 方英武,黃玉美,張廣鵬;薄板結構動力學特性建模解析[J];機械強度;2005年02期

5 周聽清,沈兆武,奉孝忠;鋼筋混凝土薄板結構的爆破方法[J];爆破器材;2001年03期

6 劉鋒，李麗娟，梅占馨，，萬虹;薄板結構的安定優(yōu)化設計[J];計算結構力學及其應用;1994年03期

7 劉鋒，李麗娟，梅占馨，萬虹;薄板結構的安定性分析[J];應用力學學報;1995年03期

8 彭衛(wèi)兵,何真,梁文泉,陳美祝;粉煤灰薄板結構混凝土收縮開裂試驗研究[J];混凝土;2003年01期

9 單平,Norrish J,Al-kader M;LSND法焊接鎳合金薄板結構有限元分析(英文)[J];天津大學學報;1993年02期

10 劉齊茂;燕柳斌;;基于邊緣纖維屈服準則的薄板結構加強筋的優(yōu)化設計法[J];機械設計;2007年04期

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4 潘德賓;薄板結構系統(tǒng)可靠性分析[D];哈爾濱工程大學;2009年

本文編號：2312997