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1.
复合材料周期性线弹性微结构的拓扑优化设计   总被引:20,自引:4,他引:16  
提出复合材料周期性线弹性微结构拓扑优化设计的模型,模型1设计具有极值弹性特性的复合材料,模型2设计工况最刚微结构单胞。通过该模型和均匀化技术可以获得优化的微结构单胞,进而改善或者得到最优宏观特性的复合材料。为了便于制造和应用,用胞体材料而不是多相材料来得到复合材料的极值弹性特性和最大刚度。优化结果表明,该模型与数值方法相结合可以有效地实现微结构的拓扑优化设计。  相似文献
2.
采用非协调元的连续体拓扑优化设计   总被引:15,自引:1,他引:14  
袁振  吴长春 《力学学报》2003,35(2):176-180
介绍了满足分片检验条件的一种非协调元,推导了结构拓扑优化设计中数值计算和敏度分析的基本方程,给出了数值算例,并对协调等参元和非协调元的拓扑优化结果进行了对照,最后的优化结果表明:采用非协调元所得的优化解已经能够使用,如果再实施过滤技术,设计区域中的中间密度单元明显减少,优化结果会更加精致;使用两类单元的求解效率和优化迭代次数相近;非协调元比等参元具有更高精度的拓扑优化结果。能进一步克服棋盘格式。  相似文献
3.
纺织结构复合材料力学性能的实验研究   总被引:14,自引:1,他引:13  
孙慧玉  吴长春 《实验力学》1997,12(3):335-341
本文通过实验测定了三维编织结构复合材料侧边未切割、受切割和中央钻孔试件的拉伸性能,对比了受切割和未切割纤维对于试件侧边拉伸应变的影响,并且讨论了拉伸失效的机理和原因.发现受切割和钻孔试件的拉伸性能低于未加工试件的性能,受切割侧边的拉伸应变高于未切割侧边的拉伸应变,三维编织结构复合材料的拉伸失效主要由纤维断裂引起的.文中还对三维编织结构复合材料的孔边应力集中现象进行了研究,并进行了深入分析,得到一个重要结论,即四步法复合材料的孔边应力集中系数比传统层板复合材料和金属材料的低.从这个意义上说,三维编织结构复合材料适合于作为含孔结构的连接件.  相似文献
4.
复合材料扭转轴截面微结构拓扑优化设计   总被引:5,自引:1,他引:4  
袁振  吴长春 《力学学报》2003,35(1):39-42
提出复合材料扭转轴截面微结构拓扑优化设计新模型,模型的优化目标是获得具有最大宏观剪切特性加权和的单胞形式.通过模型和均匀化方法及优化技术可以获得优化的微结构单胞,进而改善或者得到最优宏观弹性特性的复合材料.为了便于制造和应用,胞体材料用来获得复合材料的极值剪切模量.最后的优化结果表明,该模型连同数值处理技巧可以非常有效地实现微结构的拓扑优化设计.  相似文献
5.
用于几何非线性分析的内参型非协调元法   总被引:3,自引:0,他引:3  
吴长春  焦兆平 《力学学报》1993,25(4):505-513
本文把内参型非协调元的理论和方法推广应用于几何非线性分析。对方法的合理性、可行性、单元收敛条件及实用简化方案等诸方面作了初步探讨。文章以大位移平面问题为例进行了详细讨论,给出了有限元非线性列式的全过程和数值结果。  相似文献
6.
模糊试解和杂交方法对厚、薄板屈曲的统一分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文应用模糊试解和基于混合变分原理的杂交元方法,进行了厚、薄板的屈曲分析,与解析解及其它有限元解相比,其数值精度优良.文中还讨论了所得单元刚度矩阵的正定性以及广义特征值求解算法的实施技术.  相似文献
7.
基于Hellinger-Reissner变分原理的应变梯度杂交元设计   总被引:2,自引:0,他引:2  
李雷  吴长春  谢水生 《力学学报》2005,37(3):301-306
从一般的偶应力理论出发,基于Hellinger-Reissner变分原理,通过对有限元离散体系的位移试解引入非协调位移函数,得到了偶应力理论下有限元离散系统的能量相容条件,并由此建立了应变梯度杂交元的应力函数优化条件.根据该优化条件,构造了一个C^0类的平面4节点梯度杂交元,数值结果表明,该单元对可压缩和不可压缩状态的梯度材料均可给出合理的数值结果,再现材料的尺度效应.  相似文献
8.
一种三维体罚平衡应力杂交元   总被引:1,自引:0,他引:1  
主要研究三维体罚平衡杂交元理论并建立相应的单元模型,采用罚平衡方法可以在不增中自由度的前提下,有效地扼制寄生应力,从而大幅度提高畸变网格下的计算精度,所给算例对8节点空间六面体单元(DM8)、优化杂交元和该文得出的单元进行了比较,证明了这一点,文中还尝试将该文 于方板和不可压缩问题的计算,得出了令人满意的结果。  相似文献
9.
首先讨论壳体离散分析中的混合变分原理,进而构造一扁壳有限元杂交模式.该模式具有常内力场和线性位移分布,几何特性为二次曲面元.所得单元矩阵正定、低阶,避免了通常混合法中出现非正定矩阵的疑难.文中讨论并给出了壳体杂交模式正定性的充要条件.文末的三个算例表明,无论对于内力或是位移,该模式均给出满意的结果.  相似文献
10.
杂交应力通用壳元的模式优化   总被引:1,自引:0,他引:1  
文章把杂交元的优化设计原理用于厚薄壳问题,构造了正交曲线坐标系中的Mindlin型四节点二十自由度壳元。该元通用于各种厚度、任意形状的深壳和扁壳,构造简单,精度较高且没有自锁现象。  相似文献
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