板殼結(jié)構(gòu)加勁肋拓撲優(yōu)化方法研究.pdf

1、板殼結(jié)構(gòu)在工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，它們不僅能夠覆蓋較大的設(shè)計空間，而且在造型上還具有很強的可塑性，因而倍受廣大工程設(shè)計人員的歡迎。但是，與此同時，板殼結(jié)構(gòu)的變形又往往過大，如何有效控制板殼結(jié)構(gòu)的變形，則成為設(shè)計板殼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。通常的做法是采用加勁肋來提高結(jié)構(gòu)的剛度，約束結(jié)構(gòu)的變形。但是，加勁肋的合理布局又成為困擾設(shè)計人員的一大難題。鑒于此，本文則借助結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的拓撲優(yōu)化技術(shù)，對板殼結(jié)構(gòu)加勁肋的最優(yōu)布局展開了較為深入和系統(tǒng)的研究。

2、>　　(1)對目前連續(xù)體結(jié)構(gòu)的主要拓撲優(yōu)化方法進行了介紹，包括傳統(tǒng)的均勻化方法、變密度法以及新興的泡泡法和水平集法等，分析對比了不同方法的優(yōu)缺點，選擇了適合本文課題的變密度法。概述了當前針對板殼結(jié)構(gòu)加勁肋優(yōu)化設(shè)計的主要方法，討論了當前方法所存在的問題和局限性，明確了本文的研究方向。
　　(2)對連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計中的變密度法展開了系統(tǒng)的研究，分析比較了兩類材料插值模型的異同，并在此基礎(chǔ)上建立了連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的數(shù)學模型。采用

3、優(yōu)化準則法對該數(shù)學模型進行了求解，推導了完整的理論計算公式。為了獲得較為清晰的結(jié)構(gòu)最優(yōu)拓撲，對連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計中的數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象進行了分析，給出了相應(yīng)的解決方法，并對其中的靈敏度過濾法進行了較為深入的探討。
　　(3)在理論研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于ANSYS平臺的變密度法拓撲優(yōu)化程序，采用文獻中的經(jīng)典算例，驗證了程序的準確性和穩(wěn)健性，為實現(xiàn)板殼結(jié)構(gòu)加勁肋拓撲優(yōu)化提供了技術(shù)手段。
　　(4)借助自主研發(fā)的拓撲優(yōu)化程序?qū)Π?/p>