【摘要】：實際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計往往在確定性范疇內(nèi)進行,所得結(jié)構(gòu)存在較大失效可能性.基于此,提出一種基于可靠性的連續(xù)體動態(tài)拓撲優(yōu)化方法,將結(jié)構(gòu)可靠性分析方法嵌套到連續(xù)體拓撲優(yōu)化中.考慮了結(jié)構(gòu)幾何尺寸和材料體積的不確定性,并用高斯分布來度量.將結(jié)構(gòu)可靠度作為約束嵌套到連續(xù)體拓撲優(yōu)化中,屬于二次嵌套優(yōu)化問題,但計算效率低下,不適于工程應(yīng)用.提出一種解耦策略將結(jié)構(gòu)可靠性分析從連續(xù)體拓撲優(yōu)化中解耦出來,使結(jié)構(gòu)可靠性分析與動態(tài)拓撲優(yōu)化為兩個獨立的優(yōu)化循環(huán),大大提高了計算效率.建立以結(jié)構(gòu)基頻最大為優(yōu)化目標,滿足一定體積約束和可靠度要求的優(yōu)化問題,利用各向同性材料懲罰模型(SIMP)和移動漸進方法(MMA)求解該優(yōu)化問題.所提方法可以得到滿足不同可靠度要求的一系列最優(yōu)結(jié)構(gòu),并用標準算例驗證其有效性.
[Abstract]:The actual engineering structure design is usually carried out within the deterministic scope, and there is a great possibility of failure of the resulting structure. Based on this, a dynamic topology optimization method of continuum based on reliability is proposed, in which the structural reliability analysis method is nested into the continuum topology optimization. The uncertainty of structure size and material volume is considered, and the Gao Si distribution is used to measure the uncertainty. It is a quadratic nested optimization problem to use structural reliability as a constraint in continuum topology optimization, but the calculation efficiency is low, so it is not suitable for engineering application. A decoupling strategy is proposed to decouple structural reliability analysis from continuum topology optimization, which makes structural reliability analysis and dynamic topology optimization two independent optimization cycles, which greatly improve the computational efficiency. An optimization problem with the maximum fundamental frequency of the structure as the optimization objective and satisfying certain volume constraints and reliability requirements is established. The problem is solved by using the isotropic material penalty model (SIMP) and the moving asymptotic method (MMA). A series of optimal structures satisfying different reliability requirements can be obtained by the proposed method, and their validity is verified by a standard example.
【作者單位】： 湘潭大學(xué)土木與力學(xué)學(xué)院;湖南科技大學(xué)信息與電氣學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目資助(51375416) 湖南省教育廳創(chuàng)新平臺開放基金資助項目~~
【分類號】：TU318

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本文編號：2299643