周期性點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)因具有優(yōu)異的力學(xué)性能而被廣泛使用于工業(yè)領(lǐng)域。然而對(duì)含有大量周期性微單胞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳統(tǒng)有限元計(jì)算存在建模相對(duì)復(fù)雜、計(jì)算量巨大甚至難以計(jì)算等困難。對(duì)此,本文采用漸近均勻化方法的新實(shí)現(xiàn)格式（New Implementation of Asymptotic Homogenization,NIAH）對(duì)點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行分析,圍繞點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)變形響應(yīng)、基頻響應(yīng)、尺寸優(yōu)化以及平面點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)/材料并發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面展開了研究工作。針對(duì)三維點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu),推導(dǎo)了其單胞初始位移場(chǎng)函數(shù)表達(dá)式,采用NIAH方法計(jì)算了單胞等效為均質(zhì)連續(xù)體后對(duì)應(yīng)的彈性矩陣。建立了均質(zhì)等效圓柱殼體模型,并求解了其在拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)三種典型工況下的位移響應(yīng),與采用有限元方法精確模型的計(jì)算結(jié)果對(duì)比,發(fā)現(xiàn)二者相對(duì)誤差很小,且等效計(jì)算的計(jì)算量更少,驗(yàn)證了采用NIAH方法等效計(jì)算點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)的精確性與高效性。對(duì)點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)存在的尺寸效應(yīng)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)隨著單胞數(shù)目增多,精確有限元模型與等效模型的計(jì)算結(jié)果相對(duì)誤差顯著降低,最后趨近穩(wěn)定�；贜IAH方法對(duì)平面點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行固有頻率分析... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)力學(xué)性能等效分析
    1.3 結(jié)構(gòu)/材料并發(fā)多尺度優(yōu)化設(shè)計(jì)
    1.4 本文工作
2 周期性點(diǎn)陣材料等效性能預(yù)測(cè)理論簡(jiǎn)介
    2.1 漸近均勻化基本理論
    2.2 漸近均勻化方法的新數(shù)值實(shí)現(xiàn)格式
    2.3 狄利克雷邊界條件下的代表體元法
    2.4 本章小結(jié)
3 周期性點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)的多尺度分析
    3.1 周期性微單胞等效性能分析
        3.1.1 “井字”形微單胞等效性能分析
        3.1.2 Kagome微單胞等效性能分析
    3.2 周期性點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算
        3.2.1 周期性井字形單胞點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算
        3.2.2 等效圓柱殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)格收斂性分析
        3.2.3 周期性Kagome單胞點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)數(shù)值計(jì)算
    3.3 尺寸效應(yīng)分析
        3.3.1 平面Kagome單胞尺寸效應(yīng)分析
        3.3.2 基本Kagome單胞的尺寸效應(yīng)分析
        3.3.3 建模誤差分析
    3.4 本章小結(jié)
4 點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)微觀構(gòu)件應(yīng)力分析與固有頻率分析
    4.1 點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)微觀構(gòu)件的應(yīng)力多尺度分析
        4.1.1 平面回字形單胞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的一階近似應(yīng)力分析
        4.1.2 平面Kagome點(diǎn)陣板結(jié)構(gòu)的一階近似應(yīng)力分析
    4.2 點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)固有頻率分析
        4.2.1 平面多孔結(jié)構(gòu)及點(diǎn)陣桁架結(jié)構(gòu)固有頻率分析
        4.2.2 點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)的固有頻率分析
    4.3 本章小結(jié)
5 周期性點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 周期性點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)的最小柔順性設(shè)計(jì)
        5.1.1 優(yōu)化列式
        5.1.2 基于NIAH計(jì)算格式的敏度分析
        5.1.3 單向拉伸工況下點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)最小柔順性設(shè)計(jì)
        5.1.4 彎曲工況下點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)最小柔順性設(shè)計(jì)
        5.1.5 扭轉(zhuǎn)工況下點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)最小柔順性設(shè)計(jì)
    5.2 周期性點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)基頻最大化設(shè)計(jì)
        5.2.1 優(yōu)化列式
        5.2.2 敏度分析
        5.2.3 點(diǎn)陣圓柱殼結(jié)構(gòu)基頻最大化設(shè)計(jì)
    5.3 本章小結(jié)
6 平面點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)/材料最小柔順性并發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    6.1 優(yōu)化問題描述
    6.2 優(yōu)化列式
    6.3 基于NIAH計(jì)算格式的敏度分析
    6.4 平面點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)/材料并發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        6.4.1 算例一：懸臂梁算例
        6.4.2 算例二：懸臂梁算例 2
        6.4.3 算例三：兩端夾支梁算例
    6.5 微觀設(shè)計(jì)變量初值依賴性分析
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
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(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3180959