航天结构带频率禁区的动力学拓扑优化设计

针对航天设备中对振动频率有特殊要求的高阻尼支座结构,基于独立、连续、映射(Independent Continuous Mapping, ICM)方法,结合随机振动的虚拟激励方法,建立了具有频率禁区约束的连续体动力学优化模型。该方法通过瑞利商和泰勒展开式对频率禁区进行显式处理,将优化模型转化为二次规划模型;在动力学分析过程中引入虚拟激励方法,通过对偶理论和序列二次规划方法进行了求解。通过对某型支座结构的建模优化,结合数值分析对各项优化指标进行了比对,得到优化结果避开了预设频率禁区,在满足变形约束下使质量降低27.66%,完成了优化任务,验证了本文方法的有效性。