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1.
连续体结构的拓扑优化设计   总被引:52,自引:1,他引:51       下载免费PDF全文
对基于有限元数值求解技术的连续体结构的拓扑优化设计技术进行了综述. 利用密度-刚度插值格式和优化准则方法, 以结构的柔度最小化作为优化的目标函数, 论述并建立线弹性结构的静力学拓扑优化设计的数学模型和设计变量显示的迭代格式; 基于数学规划方法中的一种凸规划方法----移动渐近线方法和密度方法, 以结构的频率最大化作为优化的目标函数, 论述并建立了特征值问题拓扑优化设计的数学模型和设计变量隐式的更新方法. 对多目标拓扑优化问题、柔性机构的拓扑优化问题以及多物理场拓扑优化设计问题进行了讨论. 对优化结构中出现的棋盘格式和网格依赖性等数值计算问题进行剖析和讨论, 介绍和分析了目前解决数值计算问题常见的方法, 在此基础上对边界扩散现象进行了讨论. 给出了连续体结构拓扑优化设计的程序流程, 并用Matlab程序实现了算法, 通过几个典型的算例证明所综述方法的有效性.  相似文献
2.
固体中微裂纹系统统计演化的基本描述   总被引:23,自引:0,他引:23  
本文建议了一种在外界载荷作用下,在固体中产生的微损伤的统计演化的理论描述方法。特别是,作为一个例子,讨论了理想微裂纹系统,以便了解在微裂纹成核和扩展过程中,损伤演化的基本行为。本文也简单讨论了有关的平均损伤函数。  相似文献
3.
随机结构非线性动力响应的概率密度演化分析   总被引:23,自引:5,他引:18  
李杰  陈建兵 《力学学报》2003,35(6):716-722
提出了随机结构非线性动力响应分析的概率密度演化方法.根据结构动力响应的随机状态方程,利用概率守恒原理,建立了随机结构非线性动力响应的概率密度演化方程.结合Newmark-Beta时程积分方法与Lax-Wendroff差分格式,提出了概率密度演化方程的数值分析方法.通过与Monte Carlo分析方法对比,表明所给出的概率密度演化方法具有良好的计算精度和较小的计算工作量.研究表明:随机结构非线性动力响应概率密度具有典型的演化特征,随着时间增长,概率密度曲线分布趋于复杂.  相似文献
4.
随机结构动力反应分析的概率密度演化方法   总被引:19,自引:3,他引:16  
李杰  陈建兵 《力学学报》2003,35(4):437-442
提出了随机结构动力反应分析的概率密度演化方法.基于有限单元法基本原理,导出了含有随机参数的结构反应状态方程,进而,通过引入扩展状态向量,建立了随机结构反应的概率密度演化方程.将精细时程积分方法与Lax-Wendroff差分格式相结合,探讨了求解概率密度演化方程的数值方法.对一个8层层间剪切型随机结构进行了算例分析,并与Monte Carlo方法的结果进行了比较.研究表明,随机结构反应的概率密度具有演化特征,且概率密度曲线与正态分布差异甚大,甚至可能出现双峰曲线.  相似文献
5.
针对多工况载荷条件下连续体结构拓扑优化设计的研究现状,以各载荷下对应结构的最小柔度作为目标函数,基于带权重的折衷规划法和SIMP密度函数插值模型,提出并建立了多载荷条件下线弹性连续体结构拓扑优化设计的数学模型.对优化过程中出现的棋盘格式和网格依赖性等数值计算问题进行了研究,在此基础上提出一种二重敏度过滤技术,该方法能有效消除优化结构中的棋盘格式,并使优化结构体现出较好的网格无关性.通过几个典型的算例证明了该文方法的有效性.  相似文献
6.
非线性函数的混沌优化方法比较研究   总被引:16,自引:0,他引:16  
已有的混沌优化方法几乎都是利用Logistic映射作为混沌序列发生器,而Logistic映射产生的混沌序列的概率密度函数服从两头多、中间少的切比雪夫型分布,不利于搜索的效率和能力。为此,首先根据Logistie映射混沌轨道点密度函数的特点,建立改进的混沌-BFGS混合优化算法。之后,考虑到Kent映射混沌轨道点密度为均匀分布,建立了基于Kent映射的混沌-BFGS混合优化算法。然后对五种混合优化方法——不加改进的和改进的基于Logistic映射的混沌-BFGS法,基于Kent映射的混沌-BFGS法,Monte Carlo试验-BFGS法,网格-BFGS法进行了研究,分别对3个低维和2个高维非线性复杂测试函数进行优化计算,对它们的全局优化计算效率和寻优能力做了比较,并探讨了混合优化方法全局优化性能差异的原因。结果表明,混沌优化方法是与Monte Carlo方法类似的一种随机性试验优化方法。而且,这类优化方法的计算性能至少与以下因素有关:混沌/随机序列的统计性质,优化问题全局最优点位置。  相似文献
7.
永磁向心轴承承载能力与刚度的计算   总被引:16,自引:1,他引:15       下载免费PDF全文
目前,尽管磁浮轴承技术的研究与开发应用已经受到国内外学者的广泛重视,但在永磁向心轴承承载能力的研究方面,却还存在着两个尚待解决的问题:一是将环形磁体作为无限长条形磁体处理,二是只能对轴承承载能力进行估算。针对这种情况,根据等效磁荷理论,在圆环状态下对轴向控制的永磁向心轴承的承载能力和刚度进行了研究,建立了永磁向心轴承承载能力数学模型,并对其计算结果作了试验验证,同时还提出了利用刚度系数建立的可供工程设计应用的永磁轴承承载能力和刚度的计算公式。结果表明,承载能力的计算值与实测值相当吻合;在偏心距的实际应用范围内,永磁向心轴承的径向刚度是个常量;内外磁环的轴向位移对磁轴承的承载能力和刚度都有明显的影响.因此,为了最大限度地提高这种轴承的承载能力和刚度,就要在设计其结构的过程中注意尽力保证内外磁环轴向对齐。  相似文献
8.
微尺度相变传热的关键问题   总被引:15,自引:1,他引:14       下载免费PDF全文
由于航天、信息、生物等高技术的发展,微尺度热物理问题得到了广泛的重视.作为一种 非常高效的能量转换方法,微尺度相变传热的研究远未成熟.本文对微尺度相变传热作了较 为系统的综述,论述了控制微尺度相变传热的准则数,分析了沸腾起始点、流型、压降、传 热系数、不稳定性、临界热流密度六大关键问题.建议从实验和理论两个方面对微尺度相变 传热进行深入的研究,以进一步理解其机理,为微蒸发器的设计、制造及运行提供科学依据 和指导.  相似文献
9.
结构可靠性分析的多项式数值逼近法   总被引:14,自引:2,他引:12  
提出了工程结构可靠性分析的多项式数值逼近法。它是以多项式{1,x,…,x^n}为基,利用功能函数高阶矩,通过计算功能函数的最佳逼近概率密度函数,然后用工程结构可靠性分析的一般式来计算结构失效概率的可靠性分析新方法。通过理论分布曲线的数值检验和结构构件失效概率的计算,表明工程结构可靠性分析的最佳平方逼近法在理论上的正确性和工程上的实用性。  相似文献
10.
短裂纹群体行为及疲劳寿命预测   总被引:12,自引:0,他引:12       下载免费PDF全文
综述了疲劳短裂纹群体行为研究的进展与现状,包括短裂纹群体行为的实验观察,裂纹数密度演化与守恒,群体裂纹损伤演化的蒙特卡洛模拟以及统计方法与随机分析预测材料疲劳寿命  相似文献
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