本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)變函數(shù)半解析法的靈敏度求解及其優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：機(jī)械制造領(lǐng)域的競爭日益加劇,產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新依賴于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。在梯度法優(yōu)化中,靈敏度的精確度直接決定了優(yōu)化搜索方向的正確性及優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。完全有限差分法和半解析法作為常用的靈敏度計算方法,存在計算精度受差分步長影響的問題,需要通過添加額外的修正因子或參量進(jìn)行修正。本文通過對復(fù)變函數(shù)半解析法的理論進(jìn)行研究,得出了復(fù)變函數(shù)半解析法可以應(yīng)用于多種結(jié)構(gòu)靈敏度分析的結(jié)論。對桁架結(jié)構(gòu)和板殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析,分別編寫了板單元和殼單元的有限元計算程序,把復(fù)變函數(shù)半解析法植入到程序中對它們進(jìn)行靈敏度計算。與完全有限差分法和半解析法的計算結(jié)果進(jìn)行對比,研究復(fù)變函數(shù)半解析法在不同結(jié)構(gòu)中的使用效果。對更為復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析,編寫了八節(jié)點六面體單元的靈敏度計算程序,分別對厚壁直管和三通管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈敏度分析。最后通過復(fù)變函數(shù)半解析法反求懸臂梁的未知變彈性模量系數(shù)和對六桿平面桁架結(jié)構(gòu)的進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,驗證其對梯度法搜索優(yōu)化的適用性。研究的結(jié)果表明,在不同單元的結(jié)構(gòu)靈敏度分析中,與其它方法相比,復(fù)變函數(shù)半解析法總是能精確的得到總體剛度矩陣的數(shù)值微分,使微分值不依賴于差分步長,在保持半解析法高效的計算效率的基礎(chǔ)上獲得了復(fù)變函數(shù)法的計算精度。復(fù)變函數(shù)半解析法的適用范圍得到了擴(kuò)展,在復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)中可以精確的獲得結(jié)構(gòu)響應(yīng)的靈敏度,在梯度法的優(yōu)化搜索中減少了迭代次數(shù),提高了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的效果。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH12

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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2 劉人懷;板殼分析與應(yīng)用[J];中國工程科學(xué);2000年11期

3 李炳宏;李新;;基于ANSYS分析的平面桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J];山西建筑;2007年20期

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本文編號：1159385