| 惯性载荷作用下结构拓扑优化 |
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| 引用本文： | 高彤,张卫红,朱继宏.惯性载荷作用下结构拓扑优化[J].力学学报,2009,41(4):530. |
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| 作者姓名： | 高彤 张卫红 朱继宏 |
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| 作者单位： | 西安西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，710072 西安西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，710072 西安西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，710072 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(50775184);;973计划(2006CB601205);;航空科学基金(2008ZA53007)资助~~ |
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| 摘 要： | 针对惯性载荷作用下的结构拓扑优化设计问题，基于结构整体柔顺度的灵敏度计算公式的推
导，阐述了此类问题目标函数的非单调特征；根据载荷与单元刚度的设计相关性，分析了多
种材料插值模型对优化结果和迭代过程的影响. 在此基础上，提出可变参数的RAMP模型，对
不等式体积约束和纯自重作用下的拓扑优化问题，通过稳定的优化迭代过程得到逼近理
论最优解的优化结果. 理论分析和数值算例表明，设计相关惯性载荷导致结构柔顺度的灵敏
度不再永远为负值，即柔顺度不再是单调减函数；惯性载荷作用下拓扑优化结果并不总是达
到体积约束上限，即材料用量越多结构刚度未必越大；已有的ESO和MP类优化方法的优化结
果存在明显的区别，而选择适当的材料插值模型能够很好的将两类优化方法的结果统一起来.
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| 关 键 词： | 结构设计 拓扑优化 惯性载荷 设计相关载荷 材料插值模型 |
| 收稿时间： | 2008-05-19 |
STRUCTURAL TOPOLOGY OPTIMIZATION UNDER INERTIAL LOADS |
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| Gao Tong
,
Zhang Weihong
,
Zhu Jihong.STRUCTURAL TOPOLOGY OPTIMIZATION UNDER INERTIAL LOADS[J].chinese journal of theoretical and applied mechanics,2009,41(4):530. |
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| Authors: | Gao Tong Zhang Weihong Zhu Jihong |
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| Affiliation: | Northwestern Polytechnical University,P.O.Box 552, 127 West Youyi Road, Xi'an 710072, China Engineering Simulation and Aerospace Computing (ESAC), The Key Laboratory of Contemporary Design and Integrated Manufacturing Technology, Northwestern Polytechnical University, 710072 Xi’an, Shaanxi, Sino-French Laboratory of Concurrent Engineering The Key Laboratory of Contemporary Design & Integrated Manufacturing Technology,Northwestern Polytechnical University 710072 Xi'an, Shaanxi, CHINA |
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| Abstract: | Structural topology design optimization under inertial loads is studied in the paper.Based on the sensitivity scheme of structural compliance,the non-monotonous feature of the objective function is described. Due to the design-depedent effects of loads and element stiffness,various material penalization models are investigated to show their influences on the optimization results and iteration processes.Subsequently,an improved RAMP model with variable parameter is proposed and validated.For the problem with... |
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| Keywords: | structural design topology optimization inertial loads design-dependent load material interpolation model |
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