復(fù)合材料在微觀尺寸下的結(jié)構(gòu)和材料組成成分等一系列參數(shù)對(duì)其宏觀力學(xué)性能有著很大的影響,所以通過(guò)對(duì)復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間材料更加合理地布局來(lái)獲得所期望的性能這一思路是可行的。本文將分別以極大化體積模量以及極小化負(fù)泊松比作為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行周期性材料微結(jié)構(gòu)的魯棒性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究。首先,以均勻化方法為理論基礎(chǔ),并通過(guò)施加微結(jié)構(gòu)的周期性邊界條件,以單元晶胞內(nèi)劃分的單元密度作為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量,以微結(jié)構(gòu)中的材料體積分?jǐn)?shù)作為約束條件,材料等效力學(xué)彈性矩陣作為目標(biāo)函數(shù),利用變密度方法（SIMP）建立優(yōu)化模型,通過(guò)優(yōu)化準(zhǔn)則算法（OC）得到材料微結(jié)構(gòu)的最大體積模量。并在此基礎(chǔ)上,考慮材料的彈性模量以及泊松比的不確定性,通過(guò)多項(xiàng)式混沌展開(kāi)法得到優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和靈敏度,得到材料微結(jié)構(gòu)在不確定性情況下的魯棒性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),并通過(guò)蒙特卡洛模擬計(jì)算確定性與魯棒性結(jié)果的均值標(biāo)準(zhǔn)差,與多項(xiàng)式混沌展開(kāi)法的計(jì)算結(jié)果相比較,驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。然后,通過(guò)一種放松形式下的目標(biāo)函數(shù),以材料的體積比分?jǐn)?shù)以及各項(xiàng)同性作為約束條件,得到了具有極小化負(fù)泊松比的材料微結(jié)構(gòu)確定性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。并且考慮材料的彈性模量不確定性,通過(guò)多項(xiàng)式混沌展開(kāi)得到目標(biāo)函... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 本文研究背景及意義
    1.2 復(fù)合材料等效彈性性能預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀
    1.3 負(fù)泊松比材料研究現(xiàn)狀
    1.4 拓?fù)鋬?yōu)化的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 確定性拓?fù)鋬?yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.4.2 不確定性拓?fù)鋬?yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究的主要內(nèi)容
2 材料微結(jié)構(gòu)魯棒性拓?fù)鋬?yōu)化建模方法
    2.1 均勻化理論
        2.1.1 均勻化理論介紹
        2.1.2 均勻化理論的有限元離散
    2.2 周期性邊界條件
    2.3 隨機(jī)響應(yīng)的求解
        2.3.1 多項(xiàng)式混沌展開(kāi)法（PCE）
        2.3.2 蒙特卡洛模擬
    2.4 本章小結(jié)
3 微結(jié)構(gòu)最大體積模量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型
        3.1.1 確定性拓?fù)鋬?yōu)化模型
        3.1.2 魯棒性拓?fù)鋬?yōu)化模型
    3.2 微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化算例
        3.2.1 確定性拓?fù)鋬?yōu)化算例
        3.2.2 魯棒性拓?fù)鋬?yōu)化算例
    3.3 本章小結(jié)
4 負(fù)泊松比優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 負(fù)泊松比拓?fù)鋬?yōu)化模型
        4.1.1 確定性拓?fù)鋬?yōu)化模型
        4.1.2 魯棒性拓?fù)鋬?yōu)化模型
    4.2 負(fù)泊松比拓?fù)鋬?yōu)化算例一
        4.2.1 確定性拓?fù)鋬?yōu)化算例
        4.2.2 魯棒性拓?fù)鋬?yōu)化算例
    4.3 負(fù)泊松比拓?fù)鋬?yōu)化算例二
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多工況下結(jié)構(gòu)魯棒性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 羅陽(yáng)軍,亢戰(zhàn),鄧子辰.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[2]Manufacturing tolerant topology optimization[J]. Ole Sigmund.  Acta Mechanica Sinica. 2009(02)
[3]基于均勻化理論的多孔板彎曲問(wèn)題新解法[J]. 劉書(shū)田,程耿東,顧元憲,張金海,閆頌.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 1999(03)
[4]用均勻化方法預(yù)測(cè)單向纖維復(fù)合材料熱膨脹行為[J]. 劉書(shū)田,程耿東.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 1997(01)
[5]單向纖維復(fù)合材料導(dǎo)熱性預(yù)測(cè)[J]. 程耿東,劉書(shū)田.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 1996(01)



本文編號(hào)：3466802