文档介绍：渐进结构优化方法及其在回转体拓扑优化中的应用研究重庆大学硕士学位论文重庆大学机械工程学院跹学生姓名:王指导教师:张大可副教授专业:机械设计及理论学科门类:工冲学二欢晡逶
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摘要科学技术的不断发展对结构的力学性能和经济性提出了越来越高的要求,从而促进设计方法的研究和迅速发展。结构最优化设计『钦庋桓鲅杆俜⒄沟纳计领域。结构优化方法使得设计人员可进行主动、创造性的设计,而结构拓扑优化则是后续的形状、尺寸优化设计的基础。飞轮等回转体作为一类重要的机械零件结构类型,其拓扑形式不仅影响着这类物体力学性能,同时影响如飞轮转动惯量等工作性能。本文采用渐进结构优化方法院懈斩取⒆6吡俊⑻寤G蟮刃畔⒌幕刈L褰型仄擞呕芯俊本文推导了离心力作用下的单元刚度灵敏度计算公式,并采用“硬杀”策略的双向渐进结构优化方法对二维和三维的回转体进行优化分析。依据多目标优化的乘除法策略,提出了基于灵敏度乘除法的双向渐进结构优化的多目标处理方法,成功实现了某汽车驱动盘和某飞轮的多目标拓扑优化设计。同时对该方法在特殊情形下的失效做了分析。针对刚度灵敏度和转动惯量灵敏度不同的分布规律,提出了灵敏度再处理技术,以此平衡两种不同类型灵敏度对单元删增的影响,并指出灵敏度再处理技术是一种特殊的过滤技术。本文就回转体一定转动惯量下单元数目不可控的问题,提出了以最大刚度为优化目标,以转动惯量为约束下的渐进结构优化方法。结构的渐进变化仍依据体积的进化率,在转动惯量满足约束条件时,应尽量增大结构体积以最大程度提高结构刚度。进而实现了以最大刚度为优化目标,体积和转动惯量同时约束的多约束优化问题。在结构渐进到体积约束限且转动惯量不满足约束条件时,通过构造拉格朗同函数将单元转动惯量信息包含在单元灵敏度中,从而使转动惯量逐步向约束范围内逼近。依据提出的优化算法,实现了某飞轮的结构拓扑优化,算例表明此方法的正确性和有效性。关键词:渐进结构优化,拓扑优化,回转体,多目标优化,多约束优化中文摘要
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目录中文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.英文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.髀邸ソ峁褂呕椒ń呗约胺治觥胄牧ο碌慕ソ峁褂呕椒ḿ捌溆τ谩嗄勘晗碌慕ソ峁褂呕椒ḿ捌湓诨刈L逯械挠τ谩引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一连续体拓扑优化理论与方法概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..渐进结构优化方法的研究现状及进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..课题的提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..论文主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一渐进结构优化方法的基本思想⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..基于“硬杀”策略的渐进结构优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...「“软杀”策略的渐进结构优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..渐进结构优化方法在非对称悬臂梁结构中的验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...〗峒胺治觥本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..离心力作用下的渐进结构优化方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一渐进结构优化方法中多目标优化问题的常用方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一.#琇多目标优化问题处理方法概括及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯■卫撕—如加巧”四凹怕埯均扒¨●
嘣际慕ソ峁褂呕椒ḿ捌湓诨刈L逯械挠τ谩崧塾胝雇致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯附录:髡咴诠ザ裂黄诩浞⒈:况卜的多日标优化算例及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最大转动惯量和最大刚度的多目标优化研究及应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯简化的汽下发动机驱动盘多目标优化分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.〕顺ㄋ枷牒推渌椒ǖ腂嗳毡暧呕砑际酢基于灵敏度再处理技术的渐进结构优化方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.《⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯