【摘要】： 連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化是結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的前沿和熱點(diǎn)問(wèn)題之一。本文以連續(xù)體結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,分別就連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化的材料插值方法、優(yōu)化中的數(shù)值計(jì)算不穩(wěn)定性現(xiàn)象的分類(lèi)和解決策略、以及數(shù)值求解算法等方面進(jìn)行了比較深入的研究。主要工作如下: 1)針對(duì)變密度法中SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)法在懲罰函數(shù)方面的不足,提出了一種改進(jìn)的修正SIMP法懲罰函數(shù),并進(jìn)行了算例驗(yàn)證,結(jié)果表明新的懲罰函數(shù)具有優(yōu)化結(jié)果穩(wěn)定、收斂快等優(yōu)越性。 2)基于變密度法的基本思想,提出了一種構(gòu)建插值模型的新思路,給出了具體的插值模型數(shù)學(xué)形式,進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)例驗(yàn)證。 3)建立了基于修正SIMP法懲罰函數(shù),以最小柔度為目標(biāo)的優(yōu)化模型,將連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到天線背架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,得出了較為合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式。
【圖文】：

第一章 緒論1.1 引言有效利用一直都是人類(lèi)追求的目標(biāo)，也是許多研究領(lǐng)域不變構(gòu)優(yōu)化理論和方法的產(chǎn)生而發(fā)展。工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題也稱(chēng)為題中總是給定一些參數(shù)，留出若干可變的因素和參數(shù)作為設(shè)計(jì)少、越不重要，，而可變的因素和參數(shù)越多、越重要，優(yōu)化的則優(yōu)化的層次越低。基于這種觀點(diǎn)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化可大致分為四尺寸優(yōu)化、結(jié)構(gòu)的幾何形狀優(yōu)化、結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化及結(jié)構(gòu)的類(lèi)化(Sizing optimization)：在保持結(jié)構(gòu)的形狀和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變的件的最佳截面尺寸以及最佳材料性能的組合關(guān)系，優(yōu)化截面，選擇板的最佳厚度等。其特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)變量容易表達(dá)，求解最簡(jiǎn)單的優(yōu)化設(shè)計(jì)類(lèi)型，對(duì)應(yīng)于產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。

選擇板的最佳厚度等。其特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)變量容易表達(dá)，求解理，是最簡(jiǎn)單的優(yōu)化設(shè)計(jì)類(lèi)型，對(duì)應(yīng)于產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。(a) 原始桁架結(jié)構(gòu) (b) 尺寸優(yōu)化后的最優(yōu)桁架結(jié)構(gòu)圖 1.1 尺寸優(yōu)化示意圖優(yōu)化(Shape optimization)：對(duì)應(yīng)于產(chǎn)品基本設(shè)計(jì)階段，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的保持不變，而設(shè)計(jì)域的形狀和邊界發(fā)生變化，以尋求結(jié)構(gòu)最理想的狀，是一個(gè)可動(dòng)邊界問(wèn)題[2]。對(duì)于桿系類(lèi)工程結(jié)構(gòu)，形狀變量是指某動(dòng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。對(duì)于連續(xù)體結(jié)構(gòu)，其形狀則一般是通過(guò)引入設(shè)狀設(shè)計(jì)變量的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)[1]。目前有關(guān)形狀優(yōu)化部分的研究已取得對(duì)于解決實(shí)際應(yīng)用工程問(wèn)題，還存在很多不足，需要進(jìn)一步完善。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TH122

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本文編號(hào)：2688931