基于BESO法的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究及應(yīng)用.pdf

1、在結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)及選型過(guò)程中，拓?fù)鋬?yōu)化能夠靈活地優(yōu)選出合理而又富有啟發(fā)性的結(jié)構(gòu)方案。拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果可作為概念設(shè)計(jì)階段的參考，拓?fù)錁?gòu)形的恰當(dāng)選擇，能在很大程度上影響產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要性能。因而拓?fù)鋬?yōu)化處在一個(gè)更高的設(shè)計(jì)層次上，比后續(xù)的形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化更有價(jià)值，對(duì)工程界更具吸引力。連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化是本領(lǐng)域的熱點(diǎn)、難點(diǎn)之一。為此本文以連續(xù)體雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法為基礎(chǔ)，將其理論拓展至多目標(biāo)和非線性拓?fù)鋬?yōu)化，并研究了方法的工程實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。
　

2、　首先，研究了雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本理論，剖析其結(jié)構(gòu)進(jìn)化策略，歸納出算法基本流程。就漸進(jìn)法的數(shù)值問(wèn)題進(jìn)行分析，并給出有效解決方案；就編程過(guò)程中有限元分析部分的單元編碼關(guān)鍵步驟予以說(shuō)明；研究了基于剛度和基于模態(tài)分析的雙向漸進(jìn)法拓?fù)鋬?yōu)化。其次，將多目標(biāo)優(yōu)化的相關(guān)理論應(yīng)用于雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出多目標(biāo)漸進(jìn)法結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的實(shí)現(xiàn)方案，給出其優(yōu)化流程，基于此研究了靜載荷多工況和靜動(dòng)態(tài)工況兩種常見(jiàn)情況的多目標(biāo)漸進(jìn)法拓?fù)鋬?yōu)化。然后，采用單元“硬殺”

3、雙向漸進(jìn)法，研究非線性結(jié)構(gòu)的剛度拓?fù)鋬?yōu)化，建立了力控制型和位移控制型的非線性結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型，并推導(dǎo)其靈敏度計(jì)算公式，給出了非線性結(jié)構(gòu)的漸進(jìn)法優(yōu)化流程；通過(guò)數(shù)值算例，研究了結(jié)構(gòu)在線性、幾何非線性、材料非線性、幾何與材料耦合非線性四種有限元分析情形中的拓?fù)鋬?yōu)化效果。最后，研究了漸進(jìn)法工程應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，使用商業(yè)有限元分析軟件ABAQUS的腳本語(yǔ)言Python編制雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法，有限元分析過(guò)程依靠ABAQUS軟件執(zhí)行，Python與A