本文關(guān)鍵詞：基于移動(dòng)可變形組件框架的拓?fù)鋬?yōu)化方法

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【摘要】：旨在尋求材料最優(yōu)分布的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)已成為創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法的重要組成部分,受到了工業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展,人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)化需求越來(lái)越大。傳統(tǒng)的拓?fù)鋬?yōu)化方法致力于理論方法研究,由于受到方法自身的隱式幾何特征的限制,在優(yōu)化成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品的進(jìn)程中,轉(zhuǎn)化結(jié)果不盡如人意。鑒于傳統(tǒng)拓?fù)鋬?yōu)化方法的部分不足之處,本文進(jìn)行了如下的幾點(diǎn)研究。首先,系統(tǒng)地介紹了移動(dòng)可變形組件(MMC)拓?fù)鋬?yōu)化框架的基本內(nèi)容。從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格給出了組件的一般定義、組件的移動(dòng)變形機(jī)制以及拓?fù)渥兓拿枋�。其�?基于MMC框架,本文提出了一種新的二維拓?fù)鋬?yōu)化方法。該方法引入了更具幾何造型能力的組件以及替代材料,改進(jìn)了已有MMC框架下的方法,提高了優(yōu)化效率。本文給出了該框架下的優(yōu)化列式以及靈敏度分析,最后通過(guò)大量數(shù)值算例驗(yàn)證了該方法的有效性及高效性。最后,本文提出了一種基于MMC框架的新的三維拓?fù)鋬?yōu)化方法。首次將MMC拓?fù)鋬?yōu)化框架應(yīng)用于三維優(yōu)化問(wèn)題的求解。該方法引入了不同形式的三維組件,結(jié)構(gòu)拓?fù)涞拿枋鐾耆灰蕾囉谟邢迒卧獢?shù)／有限差分節(jié)點(diǎn)數(shù),減少了設(shè)計(jì)變量,提高了優(yōu)化效率。本文給出了該方法的理論推導(dǎo),并通過(guò)大量數(shù)值算例驗(yàn)證了該方法的可行性。本文采用理論分析與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的研究方法,基于MMC框架,提出了平面及空間拓?fù)鋬?yōu)化方法。通過(guò)優(yōu)化帶有顯式幾何信息的組件的布局來(lái)達(dá)到拓?fù)鋬?yōu)化的目的。
【關(guān)鍵詞】：拓?fù)鋬?yōu)化 移動(dòng)可變形組件(MMC)法 靈敏度分析 二維優(yōu)化 三維優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-12
• 1.1 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化背景介紹9-10
• 1.2 傳統(tǒng)拓?fù)鋬?yōu)化方法的不足10-11
• 1.3 本論文研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排11-12
• 2 移動(dòng)可變形組件法描述12-17
• 2.1 組件描述12-13
• 2.2 移動(dòng)變形的實(shí)現(xiàn)13-14
• 2.3 拓?fù)渥兓枋?/span>14-17
• 3 基于移動(dòng)可變形組件的二維拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)17-33
• 3.1 二維組件描述18-20
• 3.2 MMC框架下的二維結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化列式20-21
• 3.3 二維有限元分析21-22
• 3.4 靈敏度分析22-23
• 3.5 數(shù)值算例23-32
• 3.5.1 短板算例23-25
• 3.5.2 MBB梁算例25-27
• 3.5.3 拱橋算例27-29
• 3.5.4 柔順機(jī)構(gòu)算例29-32
• 3.6 本章小結(jié)32-33
• 4 基于移動(dòng)可變形組件的三維拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)33-61
• 4.1 三維組件描述34-37
• 4.2 MMC框架下的三維結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化列式37-38
• 4.3 三維有限元分析38-40
• 4.4 靈敏度分析40
• 4.5 數(shù)值算例40-60
• 4.5.1 三維MBB梁算例41-46
• 4.5.2 下頜骨重構(gòu)算例46-50
• 4.5.3 三維拱橋算例50-53
• 4.5.4 三維柔順機(jī)構(gòu)算例53-57
• 4.5.5 加筋板設(shè)計(jì)算例57-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 附錄A 變分項(xiàng)的表達(dá)形式65-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 郭中澤;張衛(wèi)紅;陳裕澤;;結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)綜述[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2007年08期

2 周克民,李俊峰,李霞;結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究方法綜述[J];力學(xué)進(jìn)展;2005年01期

3 Ole Sigmund;;Manufacturing tolerant topology optimization[J];Acta Mechanica Sinica;2009年02期

4 ;Recent development in structural design and optimization[J];Acta Mechanica Sinica;2010年06期

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本文編號(hào)：1093810