本文關(guān)鍵詞：周期性連續(xù)體結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：周期特征結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的構(gòu)型、良好制造性和優(yōu)異力學(xué)功能而備受矚目。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依靠工程師經(jīng)驗(yàn)和主觀思維給出幾何造型或在現(xiàn)有構(gòu)型上進(jìn)行尺寸、形狀等低層次優(yōu)化，隨著現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輕量化要求增強(qiáng)，傳統(tǒng)方法耗時(shí)、成本高，發(fā)展?jié)摿τ邢�。拓�(fù)鋬?yōu)化定義在材料布局設(shè)計(jì)層面，能夠獲取材料最佳安排位置，充分發(fā)揮其承載能力，從根本上對(duì)結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)方案，成為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)之一。論文對(duì)周期結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、類型和應(yīng)用做了介紹，回顧了拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的發(fā)展歷程、主流方法和研究領(lǐng)域以及拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)在周期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的研究現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，基于SIMP材料模型，結(jié)合改進(jìn)密度梯度幾何約束法，通過(guò)變量關(guān)聯(lián)建立周期結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型，對(duì)平面格柵、回轉(zhuǎn)圓環(huán)和大長(zhǎng)寬比細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)展開了研究。 考慮格柵的加筋特征，提出實(shí)體模型加筋構(gòu)型設(shè)計(jì)處理方法。定義單位質(zhì)量剛度評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了蒙皮厚度、加筋高度和材料體分比變化對(duì)格柵構(gòu)型和性能的影響規(guī)律，尺寸優(yōu)化驗(yàn)證了拓?fù)鋬?yōu)化分析結(jié)果正確性；開展了單層和雙層格柵尺寸變化下優(yōu)化構(gòu)型和結(jié)構(gòu)性能分析，，揭示周期結(jié)構(gòu)尺寸效應(yīng)的存在。 以靜剛度為設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)三種典型任意載荷下圓環(huán)進(jìn)行了構(gòu)型設(shè)計(jì)，指出不同載荷條件下的尺寸效應(yīng)臨界子模塊數(shù)不同；研究了圓環(huán)單位質(zhì)量剛度隨內(nèi)外徑比變化規(guī)律，得出內(nèi)外徑比越大結(jié)構(gòu)效率愈低；接著建立了圓環(huán)夾芯結(jié)構(gòu)模型，分析蒙皮及其厚度變化引起的載荷擾動(dòng)對(duì)夾芯構(gòu)型影響機(jī)理，提出需要根據(jù)載荷條件進(jìn)行內(nèi)外蒙皮厚度匹配設(shè)計(jì)。 研究了細(xì)長(zhǎng)懸臂梁拼接構(gòu)型設(shè)計(jì)。根據(jù)拼接模塊數(shù)必須為整數(shù)，比較了不同模塊分割數(shù)目?jī)?yōu)化構(gòu)型和結(jié)構(gòu)剛度變化，結(jié)果顯示對(duì)于給定長(zhǎng)寬的細(xì)長(zhǎng)梁，其構(gòu)型設(shè)計(jì)具有最佳的模塊劃分?jǐn)?shù)目（即子模塊設(shè)計(jì)域長(zhǎng)寬比），不同部位具有最佳材料分配比例。
【關(guān)鍵詞】：拓?fù)鋬?yōu)化 周期特征 格柵加筋結(jié)構(gòu) 圓環(huán) 細(xì)長(zhǎng)梁
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH122
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 周期特征結(jié)構(gòu)概述8-10
• 1.2.1 周期特征結(jié)構(gòu)的構(gòu)型特點(diǎn)8
• 1.2.2 周期特征結(jié)構(gòu)的應(yīng)用8-10
• 1.3 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化發(fā)展與研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 周期特征結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4.1 微觀周期特征結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)11-12
• 1.4.2 宏觀周期特征結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)12-13
• 1.5 論文主要內(nèi)容13-14
• 第2章 拓?fù)鋬?yōu)化基本理論及研究平臺(tái)14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 拓?fù)浠瘑?wèn)題數(shù)學(xué)表達(dá)14-15
• 2.3 SIMP 材料插值模型15-16
• 2.4 數(shù)值求解不穩(wěn)定性16-17
• 2.5 Hyperworks 軟件平臺(tái)簡(jiǎn)介17-20
• 2.5.1 Hypermesh 前處理18
• 2.5.2 Hyperview 后處理18
• 2.5.3 Optistruct 優(yōu)化模塊18-20
• 2.6 本章小結(jié)20-22
• 第3章 平面周期格柵加筋結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)22-34
• 3.1 引言22
• 3.2 優(yōu)化模型提法22-24
• 3.3 加筋拉伸與周期排布特征處理方法24-25
• 3.5 格柵加筋構(gòu)型優(yōu)化分析25-32
• 3.5.1 蒙皮厚度與格柵構(gòu)型協(xié)同分析25-28
• 3.5.2 尺寸優(yōu)化28
• 3.5.3 周期性格柵數(shù) m 對(duì)優(yōu)化構(gòu)型的影響28-32
• 3.6 本章小結(jié)32-34
• 第4章 回轉(zhuǎn)對(duì)稱周期圓環(huán)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)34-46
• 4.1 引言34
• 4.2 優(yōu)化模型建立34-36
• 4.3 圓環(huán)構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計(jì)36-43
• 4.3.1 子模塊數(shù) m 變化36-38
• 4.3.2 內(nèi)外半徑比變化38-40
• 4.3.3 圓環(huán)夾芯構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計(jì)40-43
• 4.4 回轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)工程實(shí)例43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-46
• 第5章 大長(zhǎng)寬比細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)拓?fù)浼俺叽鐑?yōu)化46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 等截面細(xì)長(zhǎng)梁拓?fù)錁?gòu)型設(shè)計(jì)與分析46-52
• 5.2.1 整體優(yōu)化與分析46-47
• 5.2.2 拼接子模塊數(shù) m 改變47-49
• 5.2.3 材料體分比 f 對(duì)構(gòu)型影響49-50
• 5.2.4 尺寸優(yōu)化50-52
• 5.3 梯形變截面細(xì)長(zhǎng)梁拓?fù)錁?gòu)型設(shè)計(jì)52-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 第6章 總結(jié)與展望54-56
• 6.1 研究總結(jié)54
• 6.2 展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的科研項(xiàng)目60-62
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60
• 主持或參與的科研項(xiàng)目60-62
• 致謝62-63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 劉遠(yuǎn)東;尹益輝;郭中澤;;考慮靜動(dòng)力學(xué)特性的材料/結(jié)構(gòu)一體化多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];工程力學(xué);2012年09期

2 王曉明;亢戰(zhàn);;基于周期拼裝的平面壓電作動(dòng)器結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

3 左孔天,陳立平,張?jiān)魄?王書亭;用拓?fù)鋬?yōu)化方法進(jìn)行熱傳導(dǎo)散熱體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2005年04期

4 高彤;張衛(wèi)紅;朱繼宏;湯興剛;;循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)靜力學(xué)漸進(jìn)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2008年03期

5 盧天健;何德坪;陳常青;趙長(zhǎng)穎;方岱寧;王曉林;;超輕多孔金屬材料的多功能特性及應(yīng)用[J];力學(xué)進(jìn)展;2006年04期

6 閻軍;劉嶺;劉曉峰;鄧佳東;;考慮尺寸效應(yīng)的模塊化結(jié)構(gòu)兩層級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

  本文關(guān)鍵詞：周期性連續(xù)體結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：489093