機(jī)械結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)是在保證正常使用功能的前提下,從結(jié)構(gòu)中逐步刪除無(wú)效的單元,使結(jié)構(gòu)的剩余形狀進(jìn)化到一個(gè)最佳結(jié)構(gòu),使每一部分的應(yīng)力或應(yīng)變接近于相同的安全水平。也就是在滿足一定的約束條件下,追求例如經(jīng)濟(jì)最好,重量最輕,體積最小或壽命最長(zhǎng)等目標(biāo)。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化通常是將一個(gè)或者幾個(gè)參數(shù)確定為主要優(yōu)化目標(biāo),而其它參數(shù)響應(yīng)就成為一種約束,只能達(dá)到符合要求的程度。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分析效率的不斷提高,引入拓?fù)鋬?yōu)化的反饋機(jī)制將分析信息直接應(yīng)用與指導(dǎo)設(shè)計(jì),提高設(shè)計(jì)效率。 首先,用基本漸進(jìn)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法對(duì)各類梁進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)例設(shè)計(jì),得到梁的最佳結(jié)構(gòu),并分別用變分方法得到梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)曲線線型,把設(shè)計(jì)的最佳模型和理論線型進(jìn)行比較,證明了拓?fù)鋬?yōu)化的可行性。 其次,用雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法對(duì)各類梁進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)例設(shè)計(jì),并與基本漸進(jìn)結(jié)構(gòu)所得模型比較并證明其可行性和更優(yōu)性。對(duì)多載荷情況下進(jìn)行漸進(jìn)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)并與實(shí)際應(yīng)用模型比較。 最后,用上述方法對(duì)工程中的實(shí)際例子輪轂進(jìn)行分析,首先在UG中建立輪轂?zāi)Ｐ筒⒃贏NSYS中利用漸進(jìn)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),得到車輪輪輻在徑向和彎曲載荷下的優(yōu)化模型。得到輪輻在4次、5次或6次不同時(shí)刻不同位置加載徑向力下的模型并進(jìn)行比較。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH122
【部分圖文】：

圖3.2懸臂梁進(jìn)化歷程Fig.3· 2TheevolutionaryhistoryoftheeantUeverbeam圖3.2顯示了進(jìn)化歷史的不同階段。每一副圖顯示一定刪除率尺尺的穩(wěn)態(tài)，當(dāng)刪除率增加時(shí)，從結(jié)構(gòu)中刪去越來(lái)越多的相對(duì)于無(wú)效的材料。圖3.3、3.4顯示了最大最小應(yīng)力和平均 VonMiseS應(yīng)力的進(jìn)化歷程和體積的變化歷程。6040一 一-今 今勸勸一一-令--一-令‘ ---自自.二曰……日 日250000200000150000100000500000二二 二’ ’~~嗽嗽~~~啥 啥BR二0腸5腸10，15腸20腸 05101520圖3.3最大應(yīng)力和平均應(yīng)力進(jìn)化過(guò)程 Fig.3.3Theevolutionaryhistoriesofthe MaximumstressandA澎 eragestress圖3.4體積減少歷程 Fig.3.4Theevolutionaryhistoryof theredueingoftheVOlume由上圖3.4所示的優(yōu)化結(jié)構(gòu)的體積為初始體積的50%，優(yōu)化結(jié)果與理論分析所得的等強(qiáng)度梁結(jié)構(gòu)非常的相似，證明了該方法的有效性。由圖3.3可以看出隨著刪除率的增加模型的最大應(yīng)力和最小應(yīng)力都是逐步增加，而體積逐漸減少，當(dāng)刪除率增加到21%，部分不該刪除的材料被刪除

Fig.3· 2TheevolutionaryhistoryoftheeantUeverbeam圖3.2顯示了進(jìn)化歷史的不同階段。每一副圖顯示一定刪除率尺尺的穩(wěn)態(tài)，當(dāng)刪除率增加時(shí)，從結(jié)構(gòu)中刪去越來(lái)越多的相對(duì)于無(wú)效的材料。圖3.3、3.4顯示了最大最小應(yīng)力和平均 VonMiseS應(yīng)力的進(jìn)化歷程和體積的變化歷程。6040一 一-今 今勸勸一一-令--一-令‘ ---自自.二曰……日 日250000200000150000100000500000二二 二’ ’~~嗽嗽~~~啥 啥BR二0腸5腸10，15腸20腸 05101520圖3.3最大應(yīng)力和平均應(yīng)力進(jìn)化過(guò)程 Fig.3.3Theevolutionaryhistoriesofthe MaximumstressandA澎 eragestress圖3.4體積減少歷程 Fig.3.4Theevolutionaryhistoryof theredueingoftheVOlume由上圖3.4所示的優(yōu)化結(jié)構(gòu)的體積為初始體積的50%，優(yōu)化結(jié)果與理論分析所得的等強(qiáng)度梁結(jié)構(gòu)非常的相似，證明了該方法的有效性。由圖3.3可以看出隨著刪除率的增加模型的最大應(yīng)力和最小應(yīng)力都是逐步增加，而體積逐漸減少，當(dāng)刪除率增加到21%，部分不該刪除的材料被刪除，模型出現(xiàn)不收斂的狀態(tài)，所以當(dāng)刪除率為20%，模型達(dá)到最優(yōu)結(jié)構(gòu)

Fig.3.4Theevolutionaryhistoryof theredueingoftheVOlume由上圖3.4所示的優(yōu)化結(jié)構(gòu)的體積為初始體積的50%，優(yōu)化結(jié)果與理論分析所得的等強(qiáng)度梁結(jié)構(gòu)非常的相似，證明了該方法的有效性。由圖3.3可以看出隨著刪除率的增加模型的最大應(yīng)力和最小應(yīng)力都是逐步增加，而體積逐漸減少，當(dāng)刪除率增加到21%，部分不該刪除的材料被刪除，模型出現(xiàn)不收斂的狀態(tài)，所以當(dāng)刪除率為20%，模型達(dá)到最優(yōu)結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量最小。一22

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 楊小娟;連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D];東北大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2826759