规划法和准则法一类问题的统一解法

在结构优化准则法中,乃至一般的数学规划问题中,存在大量问题有相近的数学形式,通常是具有退化性质的线性等式或不等式系统,各种具体的解法往往失效,本文提出一个基于线性规划单纯形法之上的统一方法解决了这一困难。无论对于准则法,约束二阶近似的方法,Newton-Rap-hson方法,Fleury的对偶方法的二阶算法,本文提出的方法都是有效的,数值例子支持了该方法。     

结构节点模型的“弗晰”精化处理

为了使结构分析模型好地逼近实际结构,本文基于模糊数学的隶属度概念,提出了刚体位移与弹性体位移之间的“模糊位移”的概念,以转角位移为例研究了弹簧实现“模糊转角”的方案,推导了相应的单元刚度阵,建议了隶属度与弹簧刚度之间的映射关系。平面框架结构数值实验表明,本文提出的概念和方法有利于更好地使用有限元程序,建立结构分析的数学模型,进一步逼近复杂的工程结构。     

应力约束全局化策略下的连续体结构拓扑优化

利用Mises强度理论，提出了应力约束全局化策略，将局 部的应力约束问题转化为结构整体的应变能约束问题. 基于ICM(独立、连续、映射)方法， 引入了独立、连续的拓扑变量，对单元重量、单元刚度和单元许用应力的过滤函数进行了选 择，建立了以重量为目标，以结构应变能代替应力约束的多工况下连续体结构拓扑优化模型， 寻找到了多工况下的最佳传力路径. 运用对偶二次规划方法对上述优化模型进行了求解. 另 外，利用PCL语言，在MSC/PATRAN的开发平台上，实现了应用应力约束全局化策略进行连 续体结构拓扑优化的模块化处理. 数值算例表明了该方法的可行性和有效性.     

位移约束下智能桁架的强度最优控制

针对智能桁架结构，提出了在考虑多点位移约束的情况下，使结构工作应力处于最佳状态的规划法最优控制模型。当结构位移约束起主要作用时，模型可在保证位移约束的前提下，同时尽可能提高结构的承载能力；当结构位移并不重要时，仍可用该模型来提高结构的承戴能力。对于复杂结构，为了提高控制效果，可以调整为了满足位移条件而需要的作动器数目及布置方案。文中给出了数值算例，说明该方法的调控能力。     

应力约束处理为应变能集成的连续体结构拓扑优化

为克服应力约束下拓扑优化问题约束多、应力敏度计算量大的困难,本文提出了将应力约束处理为应变能集成的结构拓扑优化ICM方法。文中用几个典型算例对该方法进行了检验,结果表明:本方法优化效率较高,而且得到的结构最优拓扑较为合理。     

按达朗伯原理求解冲击问题和计算冲击时间

 澄清了在材料力学冲击问题关于不能用达朗伯原理(考虑惯性 力的方法或动静法)求解的一个长期的结论. 通过详细推导，达朗伯 原理不仅得到了与能量法相同的结论，而且还有一些细微的概念深 化，包括动载系数、最大动载系数和冲击时间的计算等. 指出：在 材料力学课堂教学中，把达朗伯原理与能量法结合起来，有助于学 生们更好地掌握基本概念.     

最优目标敏度紧系的桁架几何两步优化方法

对于桁架几何优化问题，采用由最优敏度紧系的序列两步优化解法：在完成截面优化之后，求出其最优目标对节点坐标变量的一、二阶导数，以此构造形状优化模型，对较难建模和求解的第二步问题建立了近似显式并能用二次规划有效地求解，取得了满意的结果．     

桁架拓扑优化设计密度变量的两种模式

本文比较了解决结构拓扑优化中，密度拓扑设计变量幂函数模式及指数函数模式，通过算例，研究了两种模式的特性，有利于拓扑优化的顺利实施．     

对连续体结构拓扑优化合理模型的再探讨

连续体结构拓扑优化存在不同的建模方式,针对不同优化模型,有必要比较不同模型间的异同以避免错误地理解及使用优化模型,同时也有必要探讨不同优化模型的适用性及合理性问题。结构重量及刚度指标是结构优化中最常用的两个指标,本文通过建立体积约束下最小化结构柔顺度模型,及位移约束下重量极小化模型,详细分析比较了在不同荷载形式、单荷载工况及多荷载工况下两种优化模型的异同,并以高层建筑大型支撑结构的拓扑优化设计应用为例,讨论了两种模型的适用性,最后在结论中给出了两种模型的优缺点及适用性。所得结论对连续体结构拓扑优化在工程中的应用及此领域内的学术研究均具有参考价值。