结构优化DDDU程序系统

该程序系统由大连工学院工程力学研究所研制,1978年开始,现在已发展到DDDU-2版本。D、D、D、U是多单元、多工况、多约束、优化的汉语拼音缩写,配备杆、膜、梁等四种单元,适合组合结构在满足应力、变位、尺寸等约束下的重量最轻设计,该程序用结构化FORTRAN ...     

结构优化DDDU程序系统

该程序系统由大连工学院工程力学研究所研制,1978年开始,现在已发展到DDDU-2版本。D、D、D、U是多单元、多工况、多约束、优化的汉语拼音缩写,配备杆、膜、梁等四种单元,适合组合结构在满足应力、变位、尺寸等约束下的重量最轻设计,该程序用结构化FORTRAN     

DDDU-2結构优化程序系统的工程应用概况

DDDU结构优化程序系统是1980年7月研制出来的。DDDU-2程序系统是在对该系统维护与加强的基础上于1982年4月完成,现在已经发展为多种版本,适用于不同的工程实际需要。 本系统配有轴力杆单元、正交各向异性等应变三角元、对称平面剪切单元和空间梁单元。杆膜单元分别以面积和厚度为设计变量,梁单元以截面惯性矩为设计变量,通过主设计     

适合复杂工程实际的结构优化程序DDDU-2F版本

DDDU-2F是结构优化程序系统DDDU-2进一步发展的版本。较之以DDDU以前的版本,主要增添的处理有:(1)指定变位的相当工况;(2)梁跨中受各类荷载的工况;(3)多种梁截面类型的优化。实践表明,这个通用优化程序版本更适合复杂工程实际的结构优化设计。     

组合结构离散断面优化方法和程序系统DDDU-4

本文提出了适合杆膜体系结构的离散断面优化的连续一离散接力二次规划—线性规划交替的寻优方法。为了便于在复杂组合结构的DDDU优化程序系统上实现,采取了两节组合单元的处理,无量纲化设计变量连接方法用以减少变量个数同时克服了分节对变量连接造成的困难。实现该方法的DDDU程序系统新版本DDDU-4的算例表明了该方法的有效性。     

特种车车身的结构优化设计

本文探讨了某特种车车身的有限元分析和结构优化设计的力学模型,利用DDDU-2程序系统进行了计算。经8次迭代,使初始不可行方案变成了重量减轻的可行方案,优化后的结果对于车身结构优化设计研究有参考作用。     

基于开放式结构有限元系统 SiPESC.FEMS平板壳单元研发

基于开放式结构有限元系统SiPESC.FEMS的单元计算模块的设计模式,研发设计一种通用的平板壳单元计算框架。考虑板壳单元的组合关系和程序编制过程中的重用性及灵活性等特点,采用了软件设计中的构造器(Builder)模式实现不同的组合单元。本框架具有很好的通用性和可扩展性,为有限元程序研发提供了一个新的方式;同时,系统能够处理复杂荷载和边界条件,并可灵活实现不同类型单元的组合分析。本文利用此方法构造五种平板壳单元,通过数值算例分析对比讨论其性能,为选取合适的平板壳单元类型进行结构数值分析提供参考。     

板壳结构满应力设计及在MSC/Nastran软件上的实现

根据满应力准则和板壳结构的应力与内力的关系,推导了求解板壳结构满应力设计的迭代关系式。采用无量纲设计变量实现变量连接,一个设计变量可以控制多个不同厚度的单元,扩大了程序的适用范围。在MSC/Nastran软件的基础上开发了适用于多工况、多变量的板壳满应力优化程序。利用Nastran的开放性,借助Pat-ran提供的PCL(Patran Command Language)开发环境,程序完全和Patran及Nastran融为一体。首先在Patran中建立有限元模型,利用Nastran进行有限元分析,按照满应力准则对设计变量调整,然后再次利用Nastran进行分析,这样反复迭代直到结构重量收敛。数值算例表明算法的可靠性、精确性和高效性,程序能够满足工程实际需要。     

薄壁组合结构弹塑性屈曲分析的有限元混合解法

简略回顾了柱子和平板的弹塑性分支屈曲问题。由于薄壁组合结构内力分布的不均匀性和结构本身的复杂性,本文提出了一种计算薄壁组合结构弹塑性分支屈曲荷载的有限元混合解法。利用切线刚度增量法和修正的Newton-Raphson法计算屈曲前的弹塑性内力分布,然后和用Stowell形变理论和逆幂叠代法求弹塑性屈曲荷载。此算法已在微型计算机上实现。程序要求材料是应变强化的,并接受三种强化的应力-应变关系:(1)Ramberg-Osgood应力-应变关系,(2)双线性应力-应变关系,(3)以离散点数值输入的任意凸强化的应力-应变关系。 用本文的方法计算了梁、框架、矩形板和加筋板壳在各种边界条件和不同荷载工况下的弹塑性屈曲荷载。计算结果与解析解及有关作者的数值和实验结果很好符合。     

中国力学学会计算力学专业委员会学术活动消息

全国工程结构优化学术交流会于1984年11月2日在四川峨眉西南交通大学举行。116名代表参加,交流43篇论文。内容涉及结构优化理论、数学模型和算法、结构优化设计在各种工程结构中的应用及结构优化设计的新进展等。特别是结构模糊优化的理论和应用、带梁单元的组合结构优化设计程序的开发和应用, ...     

复杂结构二十节点等参元建模法

提出用单一的二十节点等参元模拟平面、梁、板壳和板-梁结构的建模方法.通过调整板-梁接触面耦合节点的数目,分析接触面耦合节点的数目对接触面应力分布和内力的影响.结果表明,二十节点等参元完全具有模拟平面问题、梁和板壳的能力,能提供更多的相关信息;通过调整接触面耦合节点的数目和组成方式,二十节点等参元独立建模法可以模拟板-梁结构中的刚性联接,铰链联接和介于二者之间的弹簧联接的优越性能.这种建模方法不仅大为简化了复杂结构的建模过程,而且使有限元模型建立在更直观和真实的物理基础之上,避免引入传统建模方式所必须引入的联接单元,有利于有限单元法的推广和应用.     

一类梁系结构线性稳定性分析的简化处理

本文给出了旋转壳与支承支柱系统组合结构线性稳定性分析的简化处理方案,即将空间梁系结构每根梁的单元刚度阵及几何阵按离散富氏系数变量叠加得等效刚度阵及几何阵。从所给算例知,这一简化处理是成功的,也说明稳定性分析反映的是结构的总体效应,局部区域的简化处理对整体结构临界载荷影响不大,但可使计算量大大减少。本文的计算方案及程序已应用于实际的冷却塔设计。     

一类梁系结构线性稳定性分析的简化处理

本文给出了旋转壳与支承支柱系统组合结构线性稳定性分析的简化处理方案，即将空间梁系结构每根梁的单元刚度了四及几何阵按离散富氏系数变量叠加得等效刚度阵及几何阵。从所给算例智 ，这一简化处理是成功的，也说明稳定性分析反映的是结构的总体效应，局部区域的简化处理对整体结构临界载荷影响不大，但可使计算量大大减少。本文的计算方案及程序已应用于实际的冷却塔设计。     

梁-颗粒模型在混凝土侵彻问题中的应用

用二维梁-颗粒模型BPM2D（beam-particle model in two dimensions）模拟了混凝土侵彻问题。在模型中用3种类型梁单元形成混凝土数值试样。每种类型梁单元的力学性质均按韦伯分布随机赋值来模拟混凝土细观结构的非均匀性。利用此模型对在钢弹侵彻下混凝土圆板的破坏过程进行了数值模拟。通过将计算结果与实验数据及LS-DYNA程序模拟结果比较,表明梁-颗粒模型可有效地应用于计算和模拟材料从连续介质向非连续介质转变的动态破坏问题。     

结构优化中处理约束的统一公式

本文将杆、膜结构优化设计中处理位移和应力约束的公式推广为后者适用于频率等多种约束以及梁、板等多种单元构成的混合结构的优化设计,数值例子表明公式具有较高的精度,从而提高了结构优化设计的效率,方便了程序的编制。     

大功率电力机车车体与变压器关键部位强度计算及设计

采用有限元方法对世界最大功率货运电力机车的车体和变压器关键部件强度进行了计算,车体结构用壳元和空间梁单元进行模拟,对作为支撑的高圆簧用刚度等效的圆柱薄壳进行模拟,并根据计算结果以及拓扑优化结果对车体关键受力部位进行了重新设计,设计之后的车体结构基本满足相关要求.车体计算模型共划分了约34万个节点,自由度总数超过200万.对主变压器的关键受力部件进行了进一步计算,变压器拉螺杆使用3节点轴对称单元、吊装螺栓使用四面体单元进行模拟.结果显示,对于拉螺杆以及厚薄螺母的接触,第一匝接触螺纹的应力最高,而后每一匝螺纹上的应力逐渐降低.吊装工况下变压器高应力区域主要发生在吊装螺栓附近,且同一安装座上的吊装螺栓应力分布是不同的.     

两种不同摄动算法的优化方法增强门板的抗弯曲刚度

分别采用了两种壳体结构的形状优化算法来提高门板结构的抗弯曲刚度,它们分别是控制算法与敏度算法的壳体珠状优化方法。优化结果表明,对于壳状门板的刚度优化,这两种算法都是采用材料单元的摄动迭代来降低壳单元的最大应变能。两类算法之间的明显不同在于:控制算法在优化完成后会产生典型的珠状结构,而敏度算法产生的珠状结构则更平缓且不明显;同时,对于门板结构刚度的优化计算,控制算法的优化结果将最大单元应变能从1.83×10~(-3)J降低至1.35×10~(-3)J,而敏度算法则降低至1.49×10~(-3)J。因此对于该目标优化方法来说,控制算法更优于敏度算法。     

加肋板壳结构肋梁的偏心问题研究

本文针对加肋板壳这类组合结构的有限元处理过程，推导了偏心梁单元的有关变换矩阵，并就偏心距的取值问题，作了探讨和处理．     

加肋板壳结构肋梁的偏心问题研究

本文针对加肋板壳这类组合结构的有限元处理过程，推导了偏心梁单元的有关变换矩阵，并就偏心距的取值问题，作了探讨和处理．     

索-梁组合结构主共振响应的时滞反馈控制

基于时滞加速度反馈控制策略对索-梁组合结构进行振动控制。根据Hamilton原理推导了索-梁组合结构非线性振动控制方程,运用多尺度法得到时滞反馈作用下索-梁组合结构主共振的一阶近似解,得出系统响应与控制参数的关系以及响应峰值和临界激励值与时滞参数的表达式。结果表明,主共振的响应存在多解和跳跃现象,调节控制增益和时滞值,可以有效抑制大幅振动。