文档介绍：结构优化课程设计
学院土木学院
专业工程力学
班级 1001
学号 100120118
姓名崔亚超
总结结构优化设计的原理、方法及发展趋势
崔亚超
工程力学1001班学号100120118
摘要:阐述了工程结构优化设计理论从最初的截面优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程及其相关特点,对优化设计选用的各种算法进行归类,并简述结构优化设计的发展趋势。
关键词:尺寸优化;形状优化;拓扑优化;优化算法
Summary structural optimization design principles, methods and development trends
Abstract: The structural optimization of engineering design theory from the initial cross-section to optimize the development of shape optimization, topology optimization of the basic course and its related characteristics, the optimum design on the range of algorithms are classified, and to outline the development trend of structural optimization design .
Key words: size optimization; shape optimization; topology optimization; optimization algorithm
0 引言
结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式,而结构形式包括了关于尺寸、形状和拓扑等信息I对于试图产生超出设计者经验的有效的新型结构来说,优化是一种很有价值的工具,优化的目标通常是求解具有最小重量的结构B同时必须满足一定的约束条件,以获得最佳的静力或动力等性态特征。
集计算力学、数学规划、计算机科学以及其他工程学科于一体的结构优化设计是现代构设计领域的重要研究方向。它为人们长期所追求最优的工程结构设计尤其是新型结构设计提供了先进的工具,成为近代设计方法的重要内容之一。
结构优化设计也使得计算力学的任务由被动的分析校核上升为主动的设计与优化,由此结构优化也具有更大的难度和复杂性。它不仅要以有限元等数值方法作为分析手段,而且还要进一步计算结构力学性态的导数值。它要面向工程设计中的各种实际问题建立优化设计模型,根据结构与力学的特点对数学规划方法进行必要的改进。因此,结构优化设计是一综合性、实用性很强的理论和技术。
目前,结构优化设计的应用领域已从航空航天扩展到船舶、桥梁、汽车、机械、水利、建筑等更广泛的工程领域,解决的问题从减轻结构重量扩展到降低应力水平、改进结构性能和提高安全寿命等更多方面。
由于结构优化设计给工程界带来了经济效益及近年来有限元研究和应用的相对成熟,计算机条件的进一步改善和普及,人们对结构优化设计的研究和应用的呼声更高了。无论国内还是国外,对这一现代技术的需求都有增长的趋势。随着设计技术的更新和产品竞争的加剧,结构优化设计将会有