本文關鍵詞：基于剛度擴散法的結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化研究

  更多相關文章： 剛度擴散法 結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化 孔洞布局優(yōu)化 Shepard插值方式

【摘要】：本文基于剛度擴散法,提出了若干新的方法用于求解不同類型的結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化問題,為結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化設計提供了新的計算手段。首先,本文研究了考慮連接位置的彈性體組件與連續(xù)體協(xié)同優(yōu)化方法,介紹了優(yōu)化設計中考慮組件連接位置的例子及相關研究,提出了利用有限元中靜力凝聚方法可以實現(xiàn)優(yōu)化過程中組件指定位置與連續(xù)體相連,并推導了靈敏度列式,最后根據(jù)所述方法,通過算例驗證方法有效性。算例結(jié)果顯示,該方法能有效處理上述協(xié)同優(yōu)化問題,給出的優(yōu)化結(jié)果中組件皆在指定位置與連續(xù)體結(jié)構(gòu)相連共同受荷。其次,本文研究了基于剛度擴散法孔洞布局優(yōu)化方法,討論并分析了利用徑向基插值方法的剛度擴散法在孔洞布局優(yōu)化問題中出現(xiàn)應變能異常的原因。根據(jù)結(jié)論,提出了將結(jié)合Shepard插值方法的剛度擴散法用于孔洞布局優(yōu)化問題中,并通過算例驗證方法的有效性。算例結(jié)果顯示,修改后的方法能有效處理具有不同大小、形狀和個數(shù)孔洞的結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化問題。然后,本文研究了尺寸可變組件和孔洞的布局優(yōu)化問題,通過約定網(wǎng)格重劃分方法,給出了尺寸可變組件和孔洞的布局優(yōu)化的優(yōu)化模型及其靈敏度列式和推導過程,通過算例驗證方法在變長寬比孔洞的布局優(yōu)化問題及尺寸可變矩形彈性體組件布局優(yōu)化問題的有效性。算例結(jié)果顯示,該方法能有效處理上述兩類問題。最后,對全部工作進行了總結(jié),并對未來工作做出展望。
【關鍵詞】：剛度擴散法 結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化 孔洞布局優(yōu)化 Shepard插值方式
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB21
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化文獻綜述10-17
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法11-12
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化12-15
• 1.2.3 剛度擴散法15-17
• 1.3 研究內(nèi)容17-18
• 1.4 論文安排18-19
• 第2章 考慮連接位置的彈性體組件與連續(xù)體協(xié)同優(yōu)化設計19-29
• 2.1 考慮連接位置的彈性體組件與連續(xù)體協(xié)同優(yōu)化方法19-22
• 2.1.1 靜力凝聚法20-21
• 2.1.2 優(yōu)化模型21
• 2.1.3 靈敏度分析21-22
• 2.2 算例分析22-28
• 2.2.1 數(shù)值算例一22-26
• 2.2.2 數(shù)值算例二26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于剛度擴散法的孔洞布局優(yōu)化方法研究29-56
• 3.1 通過負剛度疊加實現(xiàn)的基于剛度擴散法的孔洞布局優(yōu)化29-37
• 3.1.1 優(yōu)化模型30-31
• 3.1.2 負剛度疊加31-32
• 3.1.3 原有的插值函數(shù)在孔洞布局優(yōu)化中存在的問題32-35
• 3.1.4 應變能異常產(chǎn)生的原因分析35-37
• 3.2 基于Shepard插值方式的剛度擴散法37-42
• 3.2.1 Shepard插值模型37-39
• 3.2.2 靈敏度分析39-41
• 3.2.3 重疊約束方法41-42
• 3.3 算例分析42-55
• 3.3.1 數(shù)值算例一42-44
• 3.3.2 數(shù)值算例二44-48
• 3.3.3 數(shù)值算例三48-50
• 3.3.4 數(shù)值算例四50-52
• 3.3.5 數(shù)值算例五52-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第4章 尺寸可變組件和孔洞的布局優(yōu)化設計56-72
• 4.1 尺寸可變組件和孔洞布局優(yōu)化方法56-58
• 4.1.1 尺寸設計變量56-57
• 4.1.2 有限元模型57
• 4.1.3 優(yōu)化模型57-58
• 4.2 靈敏度分析58-61
• 4.3 數(shù)值算例61-71
• 4.3.1 長寬比可變孔洞的布局優(yōu)化設計算例62-66
• 4.3.2 尺寸可變矩形彈性體組件布局優(yōu)化設計算例66-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論與展望72-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀博士/碩士學位期間取得的研究成果78-79
• 致謝79-80
• 附件80

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