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基于变位移约束的结构材料优化设计
引用本文:赵志军,荣见华,黄方林,俞燎宏.基于变位移约束的结构材料优化设计[J].应用力学学报,2016(6):948-955.
作者姓名:赵志军  荣见华  黄方林  俞燎宏
作者单位:1. 中南大学土木工程学院 410075长沙;长沙学院土木工程系 410003长沙;长沙理工大学桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室 410076长沙;2. 长沙理工大学汽车与机械工程学院 410076长沙;3. 中南大学土木工程学院 410075长沙
基金项目:国家自然科学基金(11372055;11302033),湖南省教育厅科学研究项目(15C0119;14C0098),长沙理工大学桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室开放基金(13KB07)
摘    要:针对质量最小化、位移为约束条件的结构材料优化问题,提出了一种变位移约束的结构材料拓扑优化方法.采用分式有理式识别结构材料单元特性参数,以细观单元拓扑变量倒数为设计变量,结合均匀化方法求出宏观结构单元的等效刚度矩阵以及其对细观单元设计变量的导数,进而得到位移的一阶近似展开式.结合变约束限的思想,得到了以结构质量作为目标函数、位移作为约束条件的连续体细观结构拓扑优化近似模型;并采用对偶方法进行求解.对几种典型结构,进行了考虑单个和多个位移约束的结构材料优化设计,所得结果验证了本文方法的有效性和可行性.

关 键 词:细观结构  拓扑优化  位移约束  材料设计
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