本文選題：拓?fù)鋬?yōu)化　切入點(diǎn)：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：拓?fù)鋬?yōu)化主要研究在給定設(shè)計(jì)空間、支撐條件、載荷條件等要求下材料的最優(yōu)分布問題。本文在分析總結(jié)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，，以拓?fù)鋬?yōu)化在不同機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干關(guān)鍵問題研究為主線，以拓?fù)鋬?yōu)化方法的基礎(chǔ)理論、常用方法、優(yōu)化算法、關(guān)鍵問題及應(yīng)用為提綱進(jìn)行研究。 論文首先對拓?fù)鋬?yōu)化中常用的材料插值方法進(jìn)行總結(jié)研究，系統(tǒng)分析了均勻化理論和SIMP材料插值方法，推導(dǎo)了基于SIMP方法的拓?fù)鋬?yōu)化模型，得出了基于優(yōu)化準(zhǔn)則法的迭代格式及分析流程。針對機(jī)械設(shè)計(jì)中常見的剛度問題對現(xiàn)有拓?fù)鋬?yōu)化中若干關(guān)鍵問題進(jìn)行探討：論文深入分析現(xiàn)有Lagrangian乘子的求解的不足，并提出一種改進(jìn)Lagrangian乘子的求解法；從理論角度分析了靜力學(xué)中由多載荷步導(dǎo)致的“病態(tài)”載荷現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并采用分布載荷的方法有效的解決這種現(xiàn)象；分析了動力學(xué)中局部頻率現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及對優(yōu)化的影響，并采用ESO方法有效避免局部載荷現(xiàn)象。本文還針對現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的熱力學(xué)以及滲流力學(xué)問題進(jìn)行了深入的研究探討，并編制了相關(guān)的拓?fù)鋬?yōu)化程序。
[Abstract]:Topology optimization is mainly concerned with the optimal distribution of materials under given design space, support conditions, load conditions, etc. In this paper, based on the analysis and summary of relevant research results, Based on the study of some key problems of topology optimization in different mechanical structure design, the basic theory, common methods, optimization algorithms, key problems and applications of topology optimization methods are studied. Firstly, the material interpolation methods commonly used in topology optimization are summarized and studied. The homogenization theory and SIMP material interpolation method are systematically analyzed, and the topology optimization model based on SIMP method is derived. The iterative format and analysis flow based on the optimization criterion method are obtained. Some key problems in the existing topology optimization are discussed in view of the common stiffness problems in mechanical design. The deficiency of solving the existing Lagrangian multiplier is deeply analyzed in this paper. An improved method of solving Lagrangian multiplier is put forward, and the causes of "morbid" load phenomenon caused by multi-load step in statics are analyzed theoretically, and the method of distributed load is used to solve this phenomenon effectively. The causes of local frequency phenomenon in dynamics and its influence on optimization are analyzed. The ESO method is used to avoid the phenomenon of local load effectively. The thermodynamics and seepage mechanics in modern structural design are studied deeply, and the related topological optimization program is compiled.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH122

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本文編號：1642389