復(fù)合材料在微觀尺寸下的結(jié)構(gòu)和材料組成成分等一系列參數(shù)對其宏觀力學(xué)性能有著很大的影響,所以通過對復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)進行空間材料更加合理地布局來獲得所期望的性能這一思路是可行的。本文將分別以極大化體積模量以及極小化負泊松比作為優(yōu)化目標進行周期性材料微結(jié)構(gòu)的魯棒性拓撲優(yōu)化設(shè)計研究。首先,以均勻化方法為理論基礎(chǔ),并通過施加微結(jié)構(gòu)的周期性邊界條件,以單元晶胞內(nèi)劃分的單元密度作為優(yōu)化設(shè)計變量,以微結(jié)構(gòu)中的材料體積分數(shù)作為約束條件,材料等效力學(xué)彈性矩陣作為目標函數(shù),利用變密度方法（SIMP）建立優(yōu)化模型,通過優(yōu)化準則算法（OC）得到材料微結(jié)構(gòu)的最大體積模量。并在此基礎(chǔ)上,考慮材料的彈性模量以及泊松比的不確定性,通過多項式混沌展開法得到優(yōu)化的目標函數(shù)和靈敏度,得到材料微結(jié)構(gòu)在不確定性情況下的魯棒性拓撲優(yōu)化設(shè)計,并通過蒙特卡洛模擬計算確定性與魯棒性結(jié)果的均值標準差,與多項式混沌展開法的計算結(jié)果相比較,驗證其準確性。然后,通過一種放松形式下的目標函數(shù),以材料的體積比分數(shù)以及各項同性作為約束條件,得到了具有極小化負泊松比的材料微結(jié)構(gòu)確定性拓撲優(yōu)化設(shè)計。并且考慮材料的彈性模量不確定性,通過多項式混沌展開得到目標函... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 本文研究背景及意義
    1.2 復(fù)合材料等效彈性性能預(yù)測的研究現(xiàn)狀
    1.3 負泊松比材料研究現(xiàn)狀
    1.4 拓撲優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 確定性拓撲優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.4.2 不確定性拓撲優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究的主要內(nèi)容
2 材料微結(jié)構(gòu)魯棒性拓撲優(yōu)化建模方法
    2.1 均勻化理論
        2.1.1 均勻化理論介紹
        2.1.2 均勻化理論的有限元離散
    2.2 周期性邊界條件
    2.3 隨機響應(yīng)的求解
        2.3.1 多項式混沌展開法（PCE）
        2.3.2 蒙特卡洛模擬
    2.4 本章小結(jié)
3 微結(jié)構(gòu)最大體積模量優(yōu)化設(shè)計
    3.1 微結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化模型
        3.1.1 確定性拓撲優(yōu)化模型
        3.1.2 魯棒性拓撲優(yōu)化模型
    3.2 微結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化算例
        3.2.1 確定性拓撲優(yōu)化算例
        3.2.2 魯棒性拓撲優(yōu)化算例
    3.3 本章小結(jié)
4 負泊松比優(yōu)化設(shè)計
    4.1 負泊松比拓撲優(yōu)化模型
        4.1.1 確定性拓撲優(yōu)化模型
        4.1.2 魯棒性拓撲優(yōu)化模型
    4.2 負泊松比拓撲優(yōu)化算例一
        4.2.1 確定性拓撲優(yōu)化算例
        4.2.2 魯棒性拓撲優(yōu)化算例
    4.3 負泊松比拓撲優(yōu)化算例二
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]多工況下結(jié)構(gòu)魯棒性拓撲優(yōu)化設(shè)計[J]. 羅陽軍,亢戰(zhàn),鄧子辰.  力學(xué)學(xué)報. 2011(01)
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[3]基于均勻化理論的多孔板彎曲問題新解法[J]. 劉書田,程耿東,顧元憲,張金海,閆頌.  固體力學(xué)學(xué)報. 1999(03)
[4]用均勻化方法預(yù)測單向纖維復(fù)合材料熱膨脹行為[J]. 劉書田,程耿東.  復(fù)合材料學(xué)報. 1997(01)
[5]單向纖維復(fù)合材料導(dǎo)熱性預(yù)測[J]. 程耿東,劉書田.  復(fù)合材料學(xué)報. 1996(01)



本文編號：3466802