文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
基于均匀化方法的材料参数化优化设计研究
姓名:康健
申请学位级别:硕士
专业:工程力学
指导教师:顾元宪;陈飙松
20060601
要摘化系统、均匀化方法有限元分析程序集成,为复合材料微观单胞结构设计提供了软件工行材料性能研究和形状优化设计,得到了具有零泊松比性质及最大剪切模量性能的复合本章使用该系统对具有周期性结构的复合材料结构结果进行验证,对复合材料性能做出更细致的研究。本文的研究工作,是国家自然科学基金“复合材料结构宏细观热力力学性能数值模复合材科具有良好的力学性能和物理性能,近年来被广泛的应用予高新技术领域。均匀化方法有严格的数学理论基础,随着计算机的飞速发展,该方法越来越广泛地应用于预测复合材料的材料物理性能。复合材料的另一个重要特征是其具有良好的可设计性,通过科学的设计,可以得到各个领域所期望的一些特殊性能的复合材料。本文在总结相关文献的基础上,对复合材料性能及微观结构参数化设计问题结合均匀化方法、有限元模型参数化优化设计方法进行了研究。本文内容如下:第一章,详细阐述了均匀化方法的数学理论,给出了均匀化方法计算复合材料等效弹性系数,热弹性系数及热传导系数的理论推导过程:第二章,编写了均匀化方法的有限元程序,给出若干算例,通过验证说明均匀化方法是一个有效的确定复合材料等效材料性能参数的数值方法;第三章,介绍了参数化有限元分析和形状优化系统,将参数化有限元建模与形状优具;第四章,,并对部分优化结果进行研究验证;第五章,介绍了多重子结构分析系统,对大型、复杂的结构进行有限元分析,多重子结构分析方法是一个非常有效的方法,它的基本思想是采用多级离散的办法实现结构的有限元模型化,使计算的规模、原始数据的准备及计算机计算工作量成数量级的减少。拟与优化设计”嗪,国家重点基础研究发展计划资助项目,国家自然科学基金”计算力学与科学工程计算”创新研究群体科学基金的一部关键词:均匀化;参数化:优化设计大连理工大学硕士学位论文分。
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独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
碰年』月篮日原翩躲:图后大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名大连理工大学硕士研究生学位论文
言引做法是用近似材料模型代替真实复合材料,其中一种有效的方法是均匀化方法。均匀化方法有严格的数学理论基础【,适应范围广,近年来,计算机技术的飞速发能进行设计以满足工程需要。基于均匀化方法的复合材料设计、材料性能预测与优化、随着科技发展,复合材料广泛地应用于航空、航天工业及核工业等高新技术工程领域。复合材料具有良好的力学性能绺弑惹慷取⒈裙卸取⑷托浴⒛湍バ院托∪扰蚵和物理性能既取⒌嫉纭⒏粢簟⒛透葱缘。复合材料的另一个重要特征是其具有良好的可设计性庖彩沟蒙杓铺囟ㄐ阅懿牧弦匀〈巢牧铣晌?赡堋Mü蒲У设计,可以寻求所期望的一些特殊要求的复合材料。由于高新技术工程领域对材料提出了越来越高的要求,复合材料的设计,包括微结构及结构物的优化设计、可靠性设计及计算机辅助设计与工程已成为当前复合材料领域的热门课题。然而,精确确定复合材料的特性是一件比较困难的事情。复合材料由多相材料复合而成,其宏观等效性能取决于各相材料的性能和排列方式,其微结构的复杂性,如组分材料的材料性能,分布方式,组分材料体分比都直接影响复合材料的整体材料性能。即使借助于高性能的计算机,解决这种高非线性材料的边界问题也是非常困难的。通常的早在上世纪七十年代,均匀化方法的数学理论就被应用于确定周期性复合材料的等效材料性能】。该理论被广泛的应用于物理和工程领域的规则非均匀连续介质问题中,如复合材料电磁场问题。实际上,力学和物理学中的连续性假设就可以理解为一种均匀化假设。展为大规模的科学计算提供了可行性,均匀化方法的应用也随之广泛起来。国内外许多学者都结合均匀化方法