針對(duì)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)在工程應(yīng)用過(guò)程中的工藝約束引入問(wèn)題,在基本變密度法的基礎(chǔ)上,面向制造工藝約束引入了可擴(kuò)展的約束因子,并通過(guò)特征匹配技術(shù)將制造工藝約束和約束因子鏈接,進(jìn)而對(duì)可變密度結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法進(jìn)行面向應(yīng)用的改進(jìn)。該方法首先通過(guò)特征建模技術(shù)將各類制造工藝約束形成可檢索的制造特征,利用特征匹配技術(shù)尋找符合設(shè)計(jì)要求的制造特征,并根據(jù)優(yōu)選的制造特征初始化約束因子和單元偽密度。然后通過(guò)約束因子對(duì)設(shè)計(jì)變量的控制作用,結(jié)合材料屬性的合理近似模型,利用優(yōu)化準(zhǔn)則法和獨(dú)立網(wǎng)格過(guò)濾技術(shù),完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)域的優(yōu)化。給出了約束因子的擴(kuò)展模型、帶約束因子變密度法的改進(jìn)數(shù)學(xué)模型以及帶約束因子變密度優(yōu)化設(shè)計(jì)的求解過(guò)程和應(yīng)用流程圖,并用MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)該算法。通過(guò)一個(gè)算例計(jì)算給出了求解運(yùn)算和數(shù)據(jù)分析結(jié)果,驗(yàn)證了該方法求解的可行性與有效性。 

【文章來(lái)源】：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2017,23(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

通孔及籠特征示章圖

第３期邱福生等：基于工藝約束特征的三維結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)Ｍｅ＝（ａｉｊｋ）ａｉｊｋ＝ｃ１Ｓｅ∩Ω＝?ｃ２Ｓｅ＝Ωｃ３Ｓｅ?Ω０Ｓｅ?烅烄烆熿燀燄燅Ωｍｅ×ｎｅ×ｐｅ；Ｍｓ０ｅ＝（ａｓ０ｉｊｋ）ａｓ０（ｉ＋ｉ０）（ｊ＋ｊ０）（ｋ＋ｋ０［）＝ａｉｊｋ（ｉ，ｊ，ｋ）∈（ｍｅ，ｎｅ，ｐｅ）０（ｉ，ｊ，ｋ）?（ｍｅ，ｎｅ，ｐｅ烅烄烆］）ｍ×ｎ×ｐ；ｘｎｅｗｅ＝ｘｅ×（１＋∑?ａｓ０ｉｊｋ）ｅ（ｉｊｋ）∈（ｍ，ｎ，［ｐ），?＝ζａｓ０ｉｊｋ＝ｃ２，ｃ３０ａｓ０ｉｊｋ＝０－１ａｓ０ｉｊｋ＝ｃ烅烄烆燄燅１。（９）２．３含制造工藝約束的三維拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)變密度法的改進(jìn)為在拓?fù)鋬?yōu)化核心算法中引入制造工藝約束開(kāi)辟了相對(duì)獨(dú)立的連接變量ｘｎｅｗｅ，其應(yīng)用流程如圖５所示。經(jīng)過(guò)圖５中①～④步以后，制造工藝約束滿足參加拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算的所有條件，其參加的三維拓?fù)鋬?yōu)化流程如圖６所示，圖中帶陰影部分為引入約束因子需要適當(dāng)變換的環(huán)節(jié)。注意在②步離散過(guò)程中的單元形式必須與拓?fù)鋬?yōu)化主體模型一致，若不一致，則必須在第③步中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。３模型驗(yàn)證與實(shí)例三維拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)已經(jīng)有相對(duì)成熟的商業(yè)軟件，可以通過(guò)設(shè)計(jì)者手工引入預(yù)設(shè)類型的設(shè)計(jì)約束，但有局限性［２１－２２］。本文以文獻(xiàn)［２３］的拓?fù)鋬?yōu)化代碼為基礎(chǔ)，通過(guò)簡(jiǎn)單的修

第３期邱福生等：基于工藝約束特征的三維結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)Ｍｅ＝（ａｉｊｋ）ａｉｊｋ＝ｃ１Ｓｅ∩Ω＝?ｃ２Ｓｅ＝Ωｃ３Ｓｅ?Ω０Ｓｅ?烅烄烆熿燀燄燅Ωｍｅ×ｎｅ×ｐｅ；Ｍｓ０ｅ＝（ａｓ０ｉｊｋ）ａｓ０（ｉ＋ｉ０）（ｊ＋ｊ０）（ｋ＋ｋ０［）＝ａｉｊｋ（ｉ，ｊ，ｋ）∈（ｍｅ，ｎｅ，ｐｅ）０（ｉ，ｊ，ｋ）?（ｍｅ，ｎｅ，ｐｅ烅烄烆］）ｍ×ｎ×ｐ；ｘｎｅｗｅ＝ｘｅ×（１＋∑?ａｓ０ｉｊｋ）ｅ（ｉｊｋ）∈（ｍ，ｎ，［ｐ），?＝ζａｓ０ｉｊｋ＝ｃ２，ｃ３０ａｓ０ｉｊｋ＝０－１ａｓ０ｉｊｋ＝ｃ烅烄烆燄燅１。（９）２．３含制造工藝約束的三維拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)變密度法的改進(jìn)為在拓?fù)鋬?yōu)化核心算法中引入制造工藝約束開(kāi)辟了相對(duì)獨(dú)立的連接變量ｘｎｅｗｅ，其應(yīng)用流程如圖５所示。經(jīng)過(guò)圖５中①～④步以后，制造工藝約束滿足參加拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算的所有條件，其參加的三維拓?fù)鋬?yōu)化流程如圖６所示，圖中帶陰影部分為引入約束因子需要適當(dāng)變換的環(huán)節(jié)。注意在②步離散過(guò)程中的單元形式必須與拓?fù)鋬?yōu)化主體模型一致，若不一致，則必須在第③步中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。３模型驗(yàn)證與實(shí)例三維拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)已經(jīng)有相對(duì)成熟的商業(yè)軟件，可以通過(guò)設(shè)計(jì)者手工引入預(yù)設(shè)類型的設(shè)計(jì)約束，但有局限性［２１－２２］。本文以文獻(xiàn)［２３］的拓?fù)鋬?yōu)化代碼為基礎(chǔ)，通過(guò)簡(jiǎn)單的修

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化中變量連接算法研究與軟件實(shí)現(xiàn)[J]. 陳峰,陳飆松,周大為,張盛.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]基于人工制造約束的三維拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法[J]. 邱亞玲,伊海洋,王維,伍建川.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2015(01)
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[5]三維機(jī)翼翼盒的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 邱福生,裴穎,孫聰,劉書(shū)田.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2010(11)
[6]面向制造的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[J]. 王明強(qiáng),李治多.  中國(guó)機(jī)械工程. 2010(05)

博士論文
[1]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論與應(yīng)用研究[D]. 左孔天.華中科技大學(xué) 2004

碩士論文
[1]面向可制造性的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法研究[D]. 熊煒.華中科技大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3011299