国家高技术研究发展计划(2008AA04Z118)
- 作品数：14 被引量：102H指数：5
- 相关作者：荣见华邢晓娟赵志军邓果何建军更多>>
- 相关机构：长沙理工大学国防科学技术大学长沙学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程自动化与计算机技术建筑科学更多>>
- 渐进结构优化法(ESO)和双向渐进结构优化法(BESO)的近期发展被引量：42
- 2011年
- 本文介绍渐进结构优化法和双向渐进结构优化法的近期发展和主要研究成果.从理论层面对该方法的合理性、连续体拓扑优化在多种工程问题中的应用,以及计算机软件的具体实现,进行了阐述及算例演示.这些结果充分展示了渐进结构优化法解决实际工程优化设计问题的能力,以及其通过现有成熟建模界面广泛应用于日常建筑和机械结构设计的可行性.
- 谢亿民黄晓东左志豪唐继武荣见华
- 关键词：结构拓扑优化优化设计
- 基于设计空间调整的结构拓扑优化方法被引量：14
- 2010年
- 提出了一种基于设计空间调整的结构拓扑优化方法,以求解有限元网格规模大的问题,且获得0/1拓扑解.首先,借鉴有理分式材料模型,建立了材料刚度性质与拓扑变量的关系.为了解决分析计算量大和需要解释得到的材料分布等问题,给出了一种不影响数学规划求解算法收敛特性的设计空间调整手段.其次,当优化迭代求解接近结构最佳拓扑邻域后,采用了加速收敛求解的策略,并给出了一种加速收敛的启发式算法.然后,结合基于倒设计变量的位移函数的非完整二阶近似式,建立了一种基于设计空间调整的结构拓扑优化算法.该方法能获得较好0-1分布特征的优化拓扑,能较好地处理多载荷和多约束的结构拓扑优化问题.给出的算例表明通过结构分析模型规模的减小和传统的位移迭代求解法的采用,方法效率明显提高.算例验证了该方法的正确性和有效性.
- 荣见华张强葛森牟让科
- 关键词：拓扑优化
- 考虑位移约束的结构布局优化方法
- 2012年
- 研究了一种同时考虑拓扑优化和尺寸优化的连续体结构优化方法。在提出的方法里,结合材料属性的有理近似模型,采用归一化处理方法将两类变量的组合优化问题转化成[0,1]区间的连续变量优化问题。基于对偶优化方法,提出了一套优化模型的求解算法。利用该方法能对拓扑设计空间进行调整,并调整尺寸变量。提出的方法具有较好的收敛性,能够获得具有较好0-1分布的拓扑结构。
- 易继军李艳梅荣见华曾韬
- 关键词：拓扑优化尺寸优化
- 基于Heaviside密度和灵敏度过滤的多位移约束结构拓扑优化被引量：4
- 2012年
- 针对位移约束重量最小的有限元结构优化问题,结合独立、连续、映射(ICM)方法和体积不变的Heaviside密度过滤技术以及灵敏度过滤方法,建立了一套高效的位移近似表达式.结合多位移约束措施和对偶理论,形成了一种基于Heaviside密度和灵敏度过滤的多位移约束结构拓扑优化方法.算例的结果证明了此方法的有效性和高效性,并且能够得到清晰的0/1分布.
- 张新超荣见华陈晨晨唐治丽何肖盼
- 关键词：拓扑优化
- 基于位移约束的类周期性连续体结构拓扑优化设计被引量：7
- 2013年
- 提出了一种基于位移约束的类周期性连续体结构拓扑优化设计的方法。为了获得类周期性结构的最优拓扑,将优化的结构区域划分成若干个子区域;为了解决目标函数振荡问题,在每一迭代步形成并引入变位移约束限,以单元相对密度指数幂的倒数作为设计变量,建立了位移约束的显式近似式,并形成了以结构质量作为目标函数、以位移作为约束条件的类周期性结构拓扑优化近似模型;本文通过改进对偶求解方法,建立了拉格朗日乘子迭代求解公式;引入虚拟子域设计变量,建立了类周期性结构各子区域单元设计变量之间的联系,满足了指定的类周期性约束条件,并推导出了设计变量迭代公式;最后给出了梁结构拓扑设计和双坡梯形屋钢屋架设计的算例。结果表明:随着周期数的增加,子结构尺寸对最优拓扑的影响减弱;优化迭代过程中没有目标函数振荡现象。以上结果验证了本文方法的可行性和有效性。
- 荣见华廖莺赵志军谢亿民易继军
- 关键词：拓扑优化拉格朗日乘子
- 基于Lingo和Matlab的空间桁架结构联合优化设计
- 2012年
- 本文研究了位移和应力约束下桁架结构的尺寸优化设计问题。首先,基于Matlab的有限元分析和符号计算功能,采用近似方法得到位移约束的显式函数,再结合桁架结构应力约束的计算公式,构造优化设计的数学模型,最后,采用Lingo和Matlab软件分别进行优化求解。数值算例的结果表明,两种方法得到的优化结果完全一致,都能明显的减轻设计结构的重量,且方法简单,易实施。
- 李姣玉何建军
- 关键词：应力约束尺寸优化
- 各向异性矩形板的剪切屈曲分析被引量：5
- 2012年
- 根据各向异性矩形薄板剪切屈曲横向位移函数的微分方程建立了一般性的解析解。该一般解包括三角函数和双曲线函数组成的解,它能满足四个边为任意边界条件的问题;该一般解还包括代数多项式解,它能满足四个角的边界条件问题。因此,这一解析解可用于精确地求解任意边界的各向异性矩形板的剪切屈曲问题。其中待定常数可由四边和四角的边界条件来确定,由此得出的齐次线性代数方程系数矩阵行列式等于零可以求得各阶临界载荷及其屈型。结合配点法,利用变形的对称和反对称性,以及对称迭层正方形板均可使计算更简单。以四边平夹的对称角铺设复合材料迭层板为例进行了计算和讨论。
- 杨端生黄炎李广利
- 关键词：各向异性板稳定性临界载荷剪切屈曲
- 基于位移和应力灵敏度的结构拓扑优化设计被引量：19
- 2009年
- 针对仅有应力约束以及含位移和应力约束的重量最小结构拓扑优化问题,基于ICM(独立、连续、映射)方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种结构拓扑优化方法.在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,通过形成和引进新的位移和应力约束限,自动构建设计变量移动限.将结构应力约束归并为几个最可能的有效应力约束,大大减少了应力灵敏度的分析量.另外,建立了单元删除阈值和几轮迭代循环的单元删除策略.为了确保优化迭代中结构非奇异和方法具有增添单元的功能,在结构孔洞和边界周围引入了一层人工材料单元,构建了其等效的优化模型.结合位移和应力灵敏度分析,形成了一种新的连续体结构的拓扑优化方法.给出的算例验证了该方法的正确性和有效性.
- 荣见华葛森邓果邢晓娟赵志军
- 关键词：拓扑优化应力约束ICM方法
- 柔性索网结构的非线性变形
- 2010年
- 根据柔索应变与位移的非线性几何关系以及自重作用和温度影响下的平衡方程,采用欧拉描述的坐标系精确地求得了各点的位移和张力的解析解。对柔性索网结构建立的非线性代数方程组应用改进的Powell混合算法编制的高精度DNEQNF程序直接进行求解,给出了平面索网变形分析的数值算例并与相关文献进行了比较。算例结果表明与其它方法相比,本文方法对求解柔索的非线性变形问题求解简单,便于应用。
- 杨端生兰伟仁黄炎
- 关键词：柔索解析法
- 压电智能连续体结构/控制一体化广义拓扑优化被引量：2
- 2010年
- 对于以往较少涉及到的同时考虑结构拓扑、作动器位置与数目和控制器参数等多种优化设计变量参与的压电智能板结构的一体化优化设计问题,研究了结构/控制一体化广义拓扑优化设计的方法。提出采用基于耦合模态空间的二次型最优控制系统设计与基于遗传算法和数学形态学处理的策略进行一体化拓扑优化设计实现。数值算例的结果表明,所提方法合理、有效,能够得到清晰的结构拓扑和良好的可控性。
- 何建军徐斌姜节胜
- 关键词：一体化优化设计遗传算法数学形态学
