蔡坤
- 作品数：24 被引量：59H指数：5
- 供职机构：西北农林科技大学水利与建筑工程学院（水利水电科学研究院）更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者和创新团队发展计划西北工业大学基础研究基金更多>>
- 相关领域：理学建筑科学水利工程文化科学更多>>
- 几何非线性连续体结构拓扑优化仿生方法被引量：2
- 2008年
- 利用基于Wolff法则的仿生方法对几何非线性、线弹性连续体进行拓扑优化.该仿生方法中引入构造张量作为设计变量用于描述设计域内各点处材料微结构的几何特征及其宏观弹性本构.同时,引入参考应变区间并结合Wolff法则用于确定结构中某点处材料的更新方案.考查了结构最优拓扑的网格依赖性以及参考应变区间对结构的最优拓扑及材料分布的影响.数值算例表明,结构的最优拓扑无网格依赖性.几何非线性线弹性连续体结构的最优拓扑明显地依赖于参考应变区间的选取.如果参考应变区间长度为零且荷载为指定位移时,按同比例改变荷载及参考应变区间上确界,可得到相近的最优拓扑和材料的分布.
- 蔡坤张洪武周强陈飙松
- 关键词：拓扑优化
- 基于Wolff法则的连续体结构拓扑优化方法被引量：10
- 2006年
- 基于生物力学中的Wolff法则,发展了一种连续体拓扑优化的新方法．有待优化的结构被看作是一块遵从Wolff法则生长的骨骼,把寻找其最优拓扑的过程比拟为骨骼的重建／生长过程．采用骨骼的重建／生长规律作为准则更新材料分布,直至达到一个平衡状态并由此获得结构的最优拓扑．算例表明了所提出方法的有效性．
- 蔡坤张洪武陈飙松
- 关键词：拓扑优化准则法多孔介质各向异性
- 拟膜分析法及应用被引量：2
- 2008年
- 将具有周期性微结构的平面网格结构比拟成均匀的连续体—拟膜,通过分析连续体的力学响应预测原网格结构的响应.根据两者在面内力学行为上的等效性,拟膜的弹性本构参数可由网格结构单胞的材料和几何参数解析表示.分析发现:当原网格结构单胞中各个杆件保持材料性质不变,而面内的几何尺寸扩大相同倍数时,拟膜的弹性本构保持不变,称这种性质为网格结构的几何内禀性.数值算例进一步证实这个结论及拟膜分析法的正确性.
- 史姣蔡坤王正中
- 关键词：网格结构单胞有限元分析
- 连续体拓扑优化的浮动参考应变能密度法
- 2009年
- 采用浮动区间法分析连续体结构拓扑优化问题.该方法的要点是:将结构的拓扑优化过程看作骨骼生长过程,而生长过程由浮动应变能密度区间控制,即一点处材料的增减由该点处材料的应变能密度与参考区间比较确定.参考区间的更新由优化问题的主动约束给出.通过两个数值算例验证了该方法的可行性.
- 吕岩蔡坤陈飙松
- 关键词：拓扑优化
- 某供水工程隧洞衬砌加固分析
- 本文选取某供水一期工程总干渠隧洞为模型,考虑隧洞内含水量太高造成土体液化,无法支撑管片衬砌独立工作的实际工程问题,对同一隧洞具有不同衬砌结构在RADIOSS中进行数值模拟,即对独立管片衬砌、含工字钢支护以及含钢筋混凝土二...
- 许艇曹靖蔡坤
- 关键词：水工隧洞管片结构二次衬砌有限元分析
- 张量分析中简化记法在公式推导中的应用及张量分量的计算被引量：3
- 2006年
- 张量分析在计算力学中应用广泛,但其理论比较复杂,较难掌握和熟练运用。为此,给出了张量简化记法,这种记法与Fortran程序中或商业软件Matlab中的数组形似。将简化后张量的表达式应用于公式推导,可快速准确地得出结论。同时,通过引入矩阵的矢量化概念,将四阶张量的分量用一个方阵表示出来,这有利于符号运算和数值计算。以上两者结合可使得张量分析变得易于掌握,也有利于张量运算的推广。
- 史姣王正中蔡坤
- 关键词：张量分析张量积
- 含周期性索-杆胞元的二维网格结构拟膜分析被引量：2
- 2011年
- 利用拟膜法分析含周期性索-杆胞元的二维网格结构的面内有效弹性性能。拟膜法是将具有周期性微结构的平面网格结构在力学性能上比拟成均匀的连续体。根据两者在面内力学行为上的等效性,网格结构的拟膜的弹性本构参数可由网格结构中单胞的材料和几何参数解析表示。分析表明索-杆胞元存在拉压性能差异现象。这导致拟膜表现出双模量特点,即材料沿某一方向的拉伸弹性模量与压缩模量不同。采用悬臂梁算例考察这些参数的正确性:利用网格结构和其拟膜分别构造同尺寸和工况的两个悬臂梁;利用有限元方法分析两个梁;比较得出两个梁的中性层位置与解析解均吻合,且两个梁中性层挠度之间的相对误差极小。
- 蔡坤史姣
- 关键词：网格结构均匀化单胞双模量
- 某供水工程隧洞衬砌加固分析
- 本文选取某供水一期工程总干渠隧洞为模型,考虑隧洞内含水量太高造成土体液化,无法支撑管片衬砌独立工作的实际工程问题,对同一隧洞具有不同衬砌结构在RADIOSS中进行数值模拟,即对独立管片衬砌、含工字钢支护以及含钢筋混凝土二...
- 许艇曹靖蔡坤
- 关键词：盾构隧洞有限元分析HYPERWORKS
- 文献传递
- 基于Wolff法则连续体拓扑优化方法中的参数分析被引量：1
- 2007年
- Wolff法则是指骨骼在外部荷载变化时,骨骼内部小梁骨保持沿主应力方向分布以更好抵抗外部荷载。基于Wolff法则的连续体拓扑优化方法是模仿骨骼重建规律的一种新的连续体优化方法。基本思想是将待优化的结构看成是遵从Wolff法则的“骨骼”,仿照骨骼重建过程,连续体的拓扑优化过程即为“骨骼”重建过程。该方法中利用用于描述材料微结构几何及弹性性质的构造张量作为设计变量,采用参考应变区间确定构造张量特征主值的更新规律。本文通过对仿生过程中各因素的分析,解释了优化模型中各参数的物理意义。通过数值分析,给出了参数选取规律以保证算法稳定和快速收敛,从而使得本文优化方法更具实际应用价值。
- 蔡坤张洪武罗阳军陈飚松
- 关键词：拓扑优化有限元分析
- 具有多约束连续体结构仿生拓扑优化方法
- 2008年
- 通过浮动参考区间法分析具有多约束连续体结构拓扑优化问题。浮动区间法是指将结构的拓扑优化过程看作是骨骼重建过程,通过引入参考应变区间,将结构中所有各点处主应变绝对值落入参考应变区间作为重建平衡状态,当结构处于重建平衡状态时获得结构的最优材料分布。为了使得优化结果满足给定的性态约束,参考应变区间在优化迭代过程中须不断变化。讨论了几种常见性态约束对结构性能的要求。给出了结构具有多约束时优化问题的算法。数值算例表明该方法可行。
- 史姣高红蔡坤刘巍
- 关键词：拓扑优化多约束
