在工程領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)因設(shè)計(jì)不足而發(fā)生振動(dòng)破壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。為保證振動(dòng)結(jié)構(gòu)的安全性,提高其動(dòng)力學(xué)性能以滿(mǎn)足各類(lèi)工程需求顯得十分必要,而拓?fù)鋬?yōu)化作為一種主動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性能參數(shù)的系統(tǒng)方法,在降低成本和提高材料利用率的同時(shí)能實(shí)現(xiàn)一定約束下結(jié)構(gòu)性能的最優(yōu)設(shè)計(jì)。本文首先分別以結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)柔順性和加權(quán)基礎(chǔ)頻率為優(yōu)化目標(biāo),以變密度法為優(yōu)化方法,對(duì)在不同維數(shù)和邊界條件下的結(jié)構(gòu)的拓?fù)浔憩F(xiàn)及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了討論,接著以特殊加權(quán)形式的組合柔度指數(shù)為目標(biāo)函數(shù),進(jìn)行了某工程相關(guān)的飛行結(jié)構(gòu)的數(shù)值優(yōu)化試驗(yàn)。通過(guò)工程實(shí)例與理論研究高度結(jié)合,探究符合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)方法。另外,隨著柔性多體動(dòng)力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,為提高其質(zhì)量載荷輸出比和敏捷度,本文對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化研究。首先,利用MATLAB和Python在ABAQUS下的二次開(kāi)發(fā)等技術(shù),基于共轉(zhuǎn)理論和等效靜態(tài)載荷法,成功將非線(xiàn)性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析與線(xiàn)性靜態(tài)多工況拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)仿真與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化,并通過(guò)三維曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化算例證明了優(yōu)化流程的可行性以及解決復(fù)雜問(wèn)題的可靠性。接著利用柔性多體動(dòng)力系統(tǒng)的拓?fù)鋬?yōu)化方法,對(duì)工程中可展開(kāi)結(jié)構(gòu)的折疊桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行輕量化... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論和方法
        1.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法類(lèi)別
        1.2.2 拓?fù)鋬?yōu)化方法
    1.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)態(tài)分析
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)框架
2 結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
    2.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)柔順性設(shè)計(jì)
        2.1.1 問(wèn)題描述
        2.1.2 動(dòng)態(tài)柔順性最小化拓?fù)鋬?yōu)化列式與靈敏度分析
        2.1.3 局部模態(tài)問(wèn)題與插值模型修正
        2.1.4 數(shù)值算例
    2.2 結(jié)構(gòu)本征頻率設(shè)計(jì)
        2.2.1 問(wèn)題描述
        2.2.2 基礎(chǔ)頻率最大化拓?fù)鋬?yōu)化列式與靈敏度分析
        2.2.3 二維結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)頻率最大化設(shè)計(jì)
        2.2.4 三維結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)頻率最大化設(shè)計(jì)
    2.3 結(jié)構(gòu)組合柔度指數(shù)設(shè)計(jì)
        2.3.1 組合柔度指數(shù)
        2.3.2 飛行結(jié)構(gòu)有限元模型
        2.3.3 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
    2.4 小結(jié)
3 柔性多體動(dòng)力系統(tǒng)拓?fù)鋬?yōu)化研究
    3.1 研究思路概述
    3.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
        3.2.1 基于共轉(zhuǎn)理論的坐標(biāo)矢量表達(dá)
        3.2.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
    3.3 多體系統(tǒng)拓?fù)鋬?yōu)化
        3.3.1 等效靜載法
        3.3.2 基于等效靜載法的拓?fù)鋬?yōu)化列式
        3.3.3 多體系統(tǒng)拓?fù)鋬?yōu)化流程
    3.4 數(shù)值算例
    3.5 小結(jié)
4 可展開(kāi)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 研究背景
    4.2 鉸接式伸展臂結(jié)構(gòu)
    4.3 動(dòng)力學(xué)分析與拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
        4.3.1 有限元模型
        4.3.2 基于等效靜態(tài)載荷法的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
        4.3.3 改進(jìn)構(gòu)型設(shè)計(jì)與校核
    4.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多體系統(tǒng)軌跡跟蹤的瞬時(shí)最優(yōu)控制保辛方法[J]. 彭海軍,李飛,高強(qiáng),陳飆松,吳志剛,鐘萬(wàn)勰.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]基于等效靜態(tài)載荷法的高速輕載機(jī)器人的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 黃宇涵,楊志軍,蔡鐵根,陳超然.  工具技術(shù). 2016(04)
[3]基于RAMP密度-剛度插值格式的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 羅震,陳立平,黃玉盈,張?jiān)魄?  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2005(05)



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