张晓鹏
- 作品数：8 被引量：19H指数：3
- 供职机构：大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术航空宇航科学技术电子电信更多>>
- 以动柔度为目标的结构阻尼材料层拓扑优化被引量：9
- 2013年
- 为讨论附加阻尼材料层壳体结构在受简谐激励作用时阻尼材料最优分布,采用类似SIMP方法的人工阻尼材料模型构造拓扑优化模型。设计目标为给定阻尼材料用量最小化的结构动柔度,以阻尼材料相对密度作为设计变量。对结构呈现非比例阻尼特性,采用在状态空间下降阶后的复模态叠加法计算结构稳态响应及动柔度。优化过程中用伴随变量法对动柔度进行灵敏度分析。通过拓扑优化算例,验证所提模型及方法的合理性与有效性。
- 王睿张晓鹏亢战
- 关键词：拓扑优化非比例阻尼
- 振动控制结构的拓扑优化研究
- 亢战张晓鹏
- 压电智能结构拓扑优化研究进展被引量：2
- 2020年
- 压电材料因其变形精度高、反应速度快、易于制作成小型化元件已经被广泛应用于精密驱动、振动控制、精确定位等领域.改变压电智能结构中压电元器件的位置、大小、形状等参数能够有效地改善系统的力学性能,因而吸引了许多学者和工程师的关注和研究.拓扑优化作为有效的优化工具,已经成功应用于压电智能结构的优化设计中.论文首先阐述了压电智能结构拓扑优化的背景和意义,简要回顾了压电智能结构主动控制及分析方法,并综述了面向结构静变形控制的压电智能结构优化、面向振动控制的压电智能结构优化、压电俘能器的设计与优化等三个方面的研究进展.最后,简单归纳压电智能结构拓扑优化研究中值得关注的几个问题.
- 林晔张晓鹏胡骏亢战
- 关键词：拓扑优化压电材料智能结构结构优化
- 基于相场描述的拉压不对称强度结构拓扑优化被引量：3
- 2020年
- 运用了基于相场描述的拓扑优化方法,来寻找在拉伸和压缩中表现出不对称强度行为的连续体结构的最优布局。依据Drucker-Prager屈服准则和幂率插值方案,优化问题可以描述为在局部应力约束下的最小化结构的体积。用qp放松法来解决应力约束的奇异性,并采用基于P-norm函数的聚合方法对应力约束进行凝聚,该方法实现了约束个数的降低,同时引入了稳定转化法来处理大量的局部应力约束和高度非线性的应力行为,以修正应力,提高优化收敛的稳定性。在优化问题求解时,使用拉格朗日乘子法对目标函数和应力约束进行处理。利用伴随变量法进行灵敏度分析,并通过求解Allen-Cahn方程更新相场函数设计变量。数值算例证明了该优化模型和相应数值技术的有效性,相关算例还揭示了考虑拉压不同强度和考虑同拉压强度约束时得到的结构优化拓扑构型具有显著的差异。
- 张晓鹏康柯杨东生
- 关键词：结构拓扑优化应力约束
- 考虑瞬态响应的薄板结构阻尼材料层拓扑优化被引量：3
- 2015年
- 讨论了敷设阻尼材料的薄板结构考虑瞬态响应时阻尼材料层的最优布局问题。基于SIMP方法构造人工阻尼材料惩罚模型和结构拓扑优化模型,以阻尼材料的相对密度作为设计变量,在给定阻尼材料用量的条件下,最小化结构瞬态位移响应的时间积分。由于结构整体呈现非比例阻尼特性,采用逐步积分法对结构的振动方程进行求解。通过伴随变量法得到目标函数对设计变量的灵敏度表达式,在此基础上采用基于梯度的移动渐近线方法求解。数值算例验证了优化模型与算法的合理性和有效性。
- 王睿张晓鹏吴良武亢战
- 关键词：结构拓扑优化瞬态响应非比例阻尼
- 基于材料场级数展开的结构动力学拓扑优化被引量：3
- 2022年
- 如何通过结构优化实现稳态与瞬态动力载荷下动力学响应的有效抑制是航空航天结构设计中关心的重要问题之一。传统基于梯度的拓扑优化方法因需要复杂的灵敏度推导使得动力学优化指标选择受限,并且复杂的动力学响应也使得优化问题往往陷入局部最优解。本文基于材料场级数展开策略和非梯度优化算法有效实现了结构稳态和瞬态动力学拓扑优化问题的求解。在动力学拓扑优化问题中,采用材料场级数展开技术将结构拓扑在特征映射空间进行降维表征,大幅度减少设计变量,进而采用序列Kriging代理模型算法求解。通过给出的拓扑优化算例,验证了该方法能够在不需要结构动响应灵敏度分析的前提下有效地处理结构稳态与瞬态动力学拓扑优化问题。
- 梁宽付莉莉张晓鹏罗阳军
- 关键词：拓扑优化瞬态响应
- 变截面多稳态梁结构减振吸能分析与优化设计被引量：1
- 2023年
- 基于多稳态梁结构具有吸能且可重复使用的特点,本文研究包含变截面多稳态梁的单胞结构及其周期性排布的减振吸能效应及其优化设计方法。对多稳态结构进行考虑几何非线性的位移加载/卸载有限元仿真,根据其载荷-位移曲线分析多稳态结构的减振吸能原理,并研究串联与并联周期性排布形式对结构整体吸能特性的影响规律。研究基于多参数调控的变截面梁结构形状表征方法,根据多稳态结构储能特点建立变截面多稳态单胞结构的结构优化模型,通过求解优化问题获得总质量不变条件下最优变截面梁结构形状。进一步地通过对优化结果的有限元分析验证优化的有效性,并对结构进行瞬态冲击荷载下动响应分析,证明多稳态结构的冲击保护作用。
- 刘姣姣付莉莉高超张晓鹏罗阳军
- 关键词：变截面梁
- 简谐激励作用下结构阻尼材料分布的拓扑优化
- 本文探讨了壳结构在受到简谐激励下阻尼材料的拓扑优化分布问题。选取的目标函数是在给定阻尼材料用量情况下减小指定位置的结构振动，设计变量是阻尼材料的相对密度。本文利用了状态空间法与模态叠加法相结合计算结构的动力响应，这种方法...
- 张晓鹏亢战
- 关键词：拓扑优化阻尼材料状态空间法
- 文献传递
