本論文以國家自然科學(xué)基金(50375051)、廣東省自然科學(xué)基金(036548)和高等學(xué)校優(yōu)秀青年教師教學(xué)科研獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃資助項(xiàng)目為依托,開展了對柔順機(jī)構(gòu)動(dòng)念拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的進(jìn)一步深入研究。 針對目前柔順機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)主要是根據(jù)指定的輸入輸出關(guān)系存靜態(tài)條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)的,有關(guān)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的研究還非常有限,本文開展了柔順機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化研究。首先把均勻化方法和有限元理論相結(jié)合,應(yīng)用于多孔材料的彈性本構(gòu)方程模擬,利用位移漸進(jìn)展開建立了均勻化有限元列式,推導(dǎo)出了等效彈性模量與微結(jié)構(gòu)單元尺寸之間的關(guān)系,進(jìn)而以均勻化理論為基礎(chǔ),建立柔順機(jī)構(gòu)動(dòng)念拓?fù)鋬?yōu)化模型。接著利用準(zhǔn)則法對模型進(jìn)行優(yōu)化。在頻率約束中采用“細(xì)啃”法來提高機(jī)構(gòu)的固有頻率和優(yōu)化最終的拓?fù)鋱D,給出了相應(yīng)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法和程序流程圖,解決了在實(shí)際的優(yōu)化過程中存在的三個(gè)數(shù)值計(jì)算不穩(wěn)定現(xiàn)象,即棋盤格式、網(wǎng)格依賴性以及局部極值問題。最后以Matlab軟件作為開發(fā)平臺,進(jìn)行實(shí)例分析,得出了較為理想的數(shù)值計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證了算法的正確性和穩(wěn)定性。 

【文章來源】：汕頭大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

設(shè)計(jì)域局部放大圖圖2一3單位微結(jié)構(gòu)

2棋盤格問題用均勻化方法來對機(jī)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化時(shí)，很容易產(chǎn)生棋盤格現(xiàn)象，Diaz和Sigmond研究發(fā)現(xiàn)，用雙線性形式表示的四節(jié)點(diǎn)各向同性單元，優(yōu)化過程中如機(jī)構(gòu)產(chǎn)生如圖3一Zb)所示的棋盤格現(xiàn)象，它的強(qiáng)度就沒有如圖3一I)c所示的各個(gè)相鄰單元密度平均后的機(jī)構(gòu)大，而月.產(chǎn)生棋盤現(xiàn)象后的機(jī)構(gòu)難于加工制造，給設(shè)計(jì)和生產(chǎn)帶來很多不便。這里介紹一下處理棋盤格問題的具體算法。

.4程序流程圖圖3一4是動(dòng)態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化的程序流程圖，虛線框中為靜態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化流程圖。3.5本章小結(jié)木章給出柔順機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化的兩種算法，并對其中的數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)的分析，給出了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化算法的程序流程圖，確定了柔順{兒構(gòu)動(dòng)態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化的實(shí)現(xiàn)方法。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)中剛度與密度關(guān)系的一種力學(xué)模型[J]. 鄧揚(yáng)晨,張衛(wèi)紅,劉曉歐,章怡寧.  航空計(jì)算技術(shù). 2004(01)
[2]應(yīng)用MATLAB計(jì)算結(jié)構(gòu)自振頻率和振型的一種方法[J]. 關(guān)文閣,楊黎萌,魏翠玲.  工程地質(zhì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2004(01)
[3]柔性結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展概況[J]. 王振海,張衛(wèi)紅.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2004(03)
[4]柔順機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張憲民.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2003(11)
[5]薄板減振降噪的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法[J]. 楊德慶,柳擁軍,金咸定.  船舶力學(xué). 2003(05)
[6]動(dòng)響應(yīng)約束下阻尼材料配置優(yōu)化的拓?fù)涿舳确╗J]. 楊德慶.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(08)
[7]拓?fù)鋬?yōu)化方法的研究現(xiàn)狀及在微機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 褚金奎,郝秀春,王立鼎.  微納電子技術(shù). 2003(Z1)
[8]基于均勻化方法的柔順機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J]. 謝先海,廖道訓(xùn).  中國機(jī)械工程. 2003(11)
[9]復(fù)合材料周期性線彈性微結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 袁振,吳長春.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2003(01)
[10]桁架結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)解的存在性探討[J]. 徐斌,吳克恭,姜節(jié)勝.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2002(04)



本文編號：2910468