【摘要】：針對于隨機荷載作用下動響應為約束的結(jié)構(gòu)材料優(yōu)化問題,基于結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化思想,提出了一種變動響應約束的結(jié)構(gòu)材料優(yōu)化方法。采用分式有理式和冪函數(shù)識別結(jié)構(gòu)材料單元特性參數(shù),以微觀單元拓撲變量倒數(shù)為設(shè)計變量,導出了頻率及振型對微觀單元設(shè)計變量的一階導數(shù),進而得到了隨機荷載作用下結(jié)構(gòu)均方響應的一階近似展開式。結(jié)合變約束限的思想,建立了以結(jié)構(gòu)質(zhì)量作為目標函數(shù),均方響應作為約束條件的連續(xù)體微結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化近似模型,并采用對偶方法進行求解。對典型結(jié)構(gòu)進行了考慮單個和多個動響應約束的結(jié)構(gòu)材料優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化所得結(jié)果驗證了該方法的有效性和可行性。
[Abstract]:Based on the idea of structural topology optimization, a structural material optimization method with variable response constraints is proposed for the optimization of structural materials constrained by dynamic response under random loads. The fractional rational formula and power function are used to identify the characteristic parameters of structural material element, and the reciprocal of micro element topology variable is taken as design variable. The first derivative of frequency and mode shape to micro element design variable is derived. Furthermore, the first order approximate expansion of the mean square response of the structure under random loads is obtained. Combined with the idea of variable constraint limits, an approximate model of topology optimization for continuum microstructures with structural mass as objective function and mean square response as constraint condition is established and solved by dual method. The optimization design of structural materials with single and multiple dynamic response constraints is carried out for typical structures. The results show that the proposed method is effective and feasible.
【作者單位】： 中南大學土木工程學院;長沙學院土木建筑工程系;長沙理工大學橋梁工程安全控制省部共建教育部重點實驗室科研平臺;長沙理工大學汽車與機械工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(11372055) 湖南省教育廳科學研究項目(15C0119;14C0098) 長沙理工大學橋梁工程安全控制省部共建教育部重點實驗室開放基金項目(13KB07)
【分類號】：TU31

【參考文獻】

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【共引文獻】

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本文編號：2271527