結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是用系統(tǒng)的、目標(biāo)定向的過(guò)程與方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì),其目的在于充分利用結(jié)構(gòu)材料性能,使材料分布更加合理。結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化是結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的高層次部分,其主要通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)的拓?fù)錁?gòu)型,從而改善結(jié)構(gòu)性能,減輕結(jié)構(gòu)自重,從而帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化在近幾十年中取得了迅速的發(fā)展,已被應(yīng)用于建筑、機(jī)械、航空、航天、海洋工程及船舶制造等領(lǐng)域,目前是結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域中最富有挑戰(zhàn)性的研究方向。結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化從對(duì)象上可以大致分為兩類(lèi):離散體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化和連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化兩大類(lèi)。相對(duì)于離散體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)而言,連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型建立更加困難,涉及設(shè)計(jì)變量較多,數(shù)值計(jì)算量巨大,因而被認(rèn)為是當(dāng)前結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域內(nèi)的難點(diǎn)之一。以往大部分的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究都是以體積作為約束,最小柔順度的問(wèn)題。并且,而在實(shí)際工程中,滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度的需求是工程結(jié)構(gòu)涉及的基本要求。因此,從事于應(yīng)力和位移約束下的連續(xù)體結(jié)構(gòu)最小重量的優(yōu)化問(wèn)題研究對(duì)于實(shí)際工程的設(shè)計(jì)有著重大的指導(dǎo)意義。本文以連續(xù)體結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,基于ICM的拓?fù)鋬?yōu)化方法,首先建立了以重量最小為目標(biāo),分別建立了應(yīng)力約束、位移約束、應(yīng)力和位移同時(shí)約束下的連續(xù)體結(jié)構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：162 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

結(jié)構(gòu)優(yōu)化的三個(gè)階段尺寸優(yōu)化（Sizeoptimization）：通過(guò)調(diào)節(jié)板材厚度、梁柱的橫截面數(shù)據(jù)等尺

圖 1.2 尺寸優(yōu)化示意圖優(yōu)化（Shape optimization）：通過(guò)改變結(jié)構(gòu)邊界形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)保持結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系不變（即結(jié)構(gòu)的基本布局不變）的情況下，探的邊界和幾何形狀。在骨架結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)為優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)位置，表現(xiàn)為對(duì)結(jié)構(gòu)的邊界形狀進(jìn)行優(yōu)化。目前關(guān)于形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)的理較大的進(jìn)展。圖 1.3 形狀優(yōu)化示意圖

圖 1.2 尺寸優(yōu)化示意圖形狀優(yōu)化（Shape optimization）：通過(guò)改變結(jié)構(gòu)邊界形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)即在保持結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系不變（即結(jié)構(gòu)的基本布局不變）的情況下，探求結(jié)理想的邊界和幾何形狀。在骨架結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)為優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)位置，在實(shí)構(gòu)中表現(xiàn)為對(duì)結(jié)構(gòu)的邊界形狀進(jìn)行優(yōu)化。目前關(guān)于形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論研取得較大的進(jìn)展。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于SIMP理論的衡器載荷測(cè)量?jī)x懸臂梁拓?fù)鋬?yōu)化研究[J]. 陳垂福,藍(lán)雙,楊曉翔,梁偉,韋鐵平,姚進(jìn)輝.  機(jī)電工程. 2016(04)
[2]改進(jìn)的導(dǎo)重法求解拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題及灰度過(guò)濾技術(shù)[J]. 秦浩星,安宗文,孫道明.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2015(10)
[3]抑制拓?fù)鋬?yōu)化中灰度單元的雙重SIMP方法[J]. 張志飛,徐偉,徐中明,賀巖松.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(11)
[4]結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化中過(guò)濾函數(shù)對(duì)優(yōu)化效率的影響[J]. 尚珍,隋允康.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(08)
[5]基于Ansys拓?fù)鋬?yōu)化的電纜支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 趙琨,張曼華,劉津.  科技展望. 2014(14)
[6]基于對(duì)數(shù)型Heaviside近似函數(shù)作為過(guò)濾函數(shù)的動(dòng)力響應(yīng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化ICM方法[J]. 葉紅玲,李耀明,張顏明,隋允康.  工程力學(xué). 2014(06)
[7]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化改進(jìn)的敏度修正方法研究[J]. 朱劍峰,林逸,陳瀟凱,施國(guó)標(biāo).  中國(guó)機(jī)械工程. 2014(11)
[8]考慮密度梯度的敏度過(guò)濾方法[J]. 龍凱,傅曉錦.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[9]基于SIMP插值模型的棋盤(pán)格現(xiàn)象濾波控制算法研究[J]. 張宇,羅陸鋒.  制造業(yè)自動(dòng)化. 2012(19)
[10]結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化中敏度過(guò)濾技術(shù)研究[J]. 杜義賢,王偉,李然,付君健.  工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2012(01)

博士論文
[1]移植ICM方法拓展的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化SIMP方法[D]. 易桂蓮.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[2]連續(xù)體結(jié)構(gòu)靜力拓?fù)鋬?yōu)化方法與軟件開(kāi)發(fā)[D]. 葉紅玲.北京工業(yè)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]板殼結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)理論方法研究及二次開(kāi)發(fā)[D]. 李耀明.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于變密度法的箱型梁結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究[D]. 馮偉.中北大學(xué) 2014
[3]基于變密度法的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究[D]. 王杰.中北大學(xué) 2014
[4]考慮彈塑性變形的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化及棋盤(pán)格抑制方法研究[D]. 豆麟龍.中國(guó)工程物理研究院 2014
[5]基于位移及應(yīng)力約束的連續(xù)體結(jié)構(gòu)靜力拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 王潤(rùn)澤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[6]拓?fù)鋬?yōu)化方法在重力壩設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D]. 孫素敏.昆明理工大學(xué) 2010
[7]結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的漸進(jìn)方法及優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 劉濤.西北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3558218