發(fā)布時間：2023-02-12 11:36

　　本文以某發(fā)射裝置底架為研究對象,以拓撲優(yōu)化和尺寸優(yōu)化為優(yōu)化方法手段,以結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計流程為指導(dǎo),對底架結(jié)構(gòu)展開優(yōu)化研究,實現(xiàn)了對底架的全新結(jié)構(gòu)設(shè)計。 在優(yōu)化理論方面建立了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,分析了拓撲優(yōu)化中經(jīng)常使用到的均勻化方法和變密度法；探討了靈敏度分析在尺寸優(yōu)化設(shè)計中的作用。介紹了底架優(yōu)化中使用到的有限元法,以及網(wǎng)格技術(shù)、節(jié)點耦合、實體單元與殼單元連接方式等相關(guān)技術(shù)。在進行拓撲優(yōu)化時,由于各工況下的應(yīng)力與最大變形量均處于較低水平,故對各個工況進行了加權(quán)處理,得到的拓撲優(yōu)化結(jié)果為四種工況下的結(jié)果整合。之后對新底架進行了尺寸優(yōu)化分析,通過選擇設(shè)計變量,對設(shè)計變量進行優(yōu)化,分別分析了底架在四種工況下尺寸優(yōu)化前后的應(yīng)力、應(yīng)變情況,在設(shè)計合理的優(yōu)化目標函數(shù)以及約束條件的情況下,使得底架在滿足使用性能的前提下質(zhì)量得到了進一步的降低,達到了優(yōu)化設(shè)計的目的。

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化概況
    1.3 國內(nèi)外結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用
    1.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計相關(guān)軟件
    1.5 論文的主要研究內(nèi)容
2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論
    2.1 引言
    2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化內(nèi)部流程和理論
        2.2.1 內(nèi)部優(yōu)化流程
        2.2.2 靈敏度分析
        2.2.3 近似模型擬合
        2.2.4 尋優(yōu)策略與收斂準則
    2.3 拓撲優(yōu)化及其數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 均勻化法
        2.3.2 密度法
    2.4 本章小結(jié)
3 底架結(jié)構(gòu)有限元模型的建立
    3.1 底架結(jié)構(gòu)簡介
    3.2 應(yīng)用于底架結(jié)構(gòu)中的有限元法
    3.3 拓撲優(yōu)化有限元模型
        3.3.1 有限元網(wǎng)格劃分的基本原理與方法
        3.3.2 底架模型的網(wǎng)格劃分
    3.4 底架的載荷與邊界條件
    3.5 本章小結(jié)
4 底架結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化研究
    4.1 引言
    4.2 拓撲優(yōu)化參數(shù)設(shè)置原理
        4.2.1 多工況下的加權(quán)應(yīng)變能
        4.2.2 設(shè)計區(qū)域的質(zhì)量分數(shù)和體積分數(shù)
        4.2.3 拓撲優(yōu)化中的von Mises應(yīng)力
        4.2.4 棋盤格現(xiàn)象
        4.2.5 離散度參數(shù)
    4.3 對稱約束法
    4.4 底架結(jié)構(gòu)的初步拓撲優(yōu)化
    4.5 底架結(jié)構(gòu)的二次拓撲優(yōu)化
    4.6 本章小結(jié)
5 底架結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 底架板梁結(jié)構(gòu)有限元模型的建立與分析
        5.2.1 底架板梁結(jié)構(gòu)實體模型建立
        5.2.2 單元類型的選用與連接
        5.2.3 底架結(jié)構(gòu)的性能分析
    5.3 底架尺寸優(yōu)化設(shè)計
        5.3.1 尺寸優(yōu)化參數(shù)設(shè)置
        5.3.2 尺寸優(yōu)化結(jié)果分析
    5.4 底架結(jié)構(gòu)靈敏度分析
        5.4.1 應(yīng)力靈敏度分析原理
        5.4.2 底架結(jié)構(gòu)靈敏度計算分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3741034