本文關鍵詞：機身平面框結構的拓撲優(yōu)化設計

  更多相關文章： 均布平壓 加筋板結構 二級優(yōu)化方法 拓撲優(yōu)化 工程方法

【摘要】：均布平壓載荷下的加筋板結構普遍應用于航空、航天和航海領域。通過拓撲優(yōu)化設計可實現(xiàn)加筋板結構的剛度、強度等力學性能的最佳匹配,從而提高材料利用率并降低成本。但是加筋板結構的設計變量多,且設計變量之間的關系復雜,如何實現(xiàn)快速優(yōu)化是工程設計中急需解決的問題。本文回顧了結構優(yōu)化設計的方法及其發(fā)展歷程。針對均布平壓下等間距和非等間距加筋板的拓撲優(yōu)化問題,將復雜的拓撲優(yōu)化問題分解為外層級優(yōu)化和內(nèi)層級優(yōu)化,分別提出了等間距和非等間距加強筋布置的二級布局優(yōu)化方法。并通過三個算例驗證了這兩種二級布局優(yōu)化方法的有效性。由于數(shù)值優(yōu)化方法往往需要耗費大量的時間進行前期的參數(shù)化建模,同時后期的尋優(yōu)過程也需要大量的計算成本,針對這些問題本文又提出了一種可用于優(yōu)化均布平壓載荷下四邊簡支的矩形加筋板結構的拓撲優(yōu)化的工程方法。該方法先運用工程近似方法獲得均布平壓載荷下四邊簡支矩形基板的彎矩分布,然后根據(jù)基板的彎矩分布以及給定的筋條的承載能力確定橫縱向筋條的數(shù)目,最后根據(jù)筋條的布局情況確定基板的厚度。該方法只需計算幾個簡單的表達式就能很快地得到設計結果,特別適用于工程設計。本文采用所提出的工程方法計算了典型算例和進行了工程實例應用設計,并與等間距加強筋布置的二級布局優(yōu)化設計結果作了比較,結果表明本文提出的工程方法不僅簡單易行而且有很好的優(yōu)化效果。
【關鍵詞】：均布平壓 加筋板結構 二級優(yōu)化方法 拓撲優(yōu)化 工程方法
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V223
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 結構優(yōu)化設計11-16
• 1.2.1 結構優(yōu)化設計分類12-13
• 1.2.2 結構優(yōu)化算法13-15
• 1.2.3 結構優(yōu)化的關鍵技術15-16
• 1.3 拓撲優(yōu)化設計方法16-21
• 1.3.1 連續(xù)體拓撲優(yōu)化方法16-19
• 1.3.2 離散體拓撲優(yōu)化方法19-21
• 1.4 本文研究目的和主要內(nèi)容21-23
• 第二章 平面框二級布局優(yōu)化設計方法23-41
• 2.1 引言23
• 2.2 優(yōu)化模型23-24
• 2.3 等間距加強筋布置的二級布局優(yōu)化方法24-28
• 2.3.1 優(yōu)化方法24-25
• 2.3.2 二級布局優(yōu)化設計中的關鍵技術25-28
• 2.4 非等間距加強筋布置的二級優(yōu)化方法28-30
• 2.4.1 優(yōu)化方法28-29
• 2.4.2 二級布局優(yōu)化設計中的關鍵技術29-30
• 2.5 等間距加強筋的矩形加筋板二級布局優(yōu)化算例30-33
• 2.5.1 結構描述30-31
• 2.5.2 優(yōu)化模型31-32
• 2.5.3 優(yōu)化結果及分析32-33
• 2.6 等間距加強筋的機身加強框二級布局優(yōu)化算例33-36
• 2.6.1 結構描述33-34
• 2.6.2 優(yōu)化模型34-35
• 2.6.3 優(yōu)化結果及分析35-36
• 2.7 非等間距加強筋的機身加強框二級布局優(yōu)化算例36-40
• 2.7.1 結構描述36
• 2.7.2 優(yōu)化模型36-37
• 2.7.3 優(yōu)化過程37-39
• 2.7.4 優(yōu)化結果及分析39-40
• 2.8 本章小結40-41
• 第三章 均布平壓下平面框拓撲優(yōu)化的工程方法41-50
• 3.1 引言41
• 3.2 均布平壓下矩形加筋板結構拓撲優(yōu)化的工程方法41-45
• 3.2.1 結構描述41-42
• 3.2.2 四邊簡支矩形彈性薄板彎矩分布求法42-43
• 3.2.3 橫縱向筋條數(shù)的求法43-44
• 3.2.4 基板厚度的求法44-45
• 3.3 矩形加筋板拓撲優(yōu)化的工程方法45-47
• 3.3.1 求解過程45-46
• 3.3.2 設計結果及分析46-47
• 3.4 機身加強框拓撲優(yōu)化的工程方法47-48
• 3.4.1 求解過程47
• 3.4.2 設計結果及分析47-48
• 3.5 小結48-50
• 第四章 總結與展望50-52
• 4.1 全文總結50
• 4.2 后續(xù)工作展望50-52
• 參考文獻52-57
• 致謝57-58
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文58

【參考文獻】

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本文編號：589266