基于ESO法的含裂紋結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化研究.pdf

1、本文研究并提出了一種明確地以裂紋應(yīng)力強度因子為設(shè)計目標(biāo)的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化方法。在對含裂紋結(jié)構(gòu)進行形狀優(yōu)化設(shè)計時，主要是將優(yōu)化區(qū)域邊界裂紋的最大應(yīng)力強度因子最小化，最終得到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)邊界形狀。該研究為老齡飛機的改型修復(fù)和延壽、節(jié)約總體成本提供了理論依據(jù)，具有很重要的理論和使用價值。 首先，根據(jù)斷裂力學(xué)的理論基礎(chǔ)對含裂紋的平板結(jié)構(gòu)進行分析，推導(dǎo)裂紋尖端應(yīng)力強度因子的計算公式。 其次，研究了先進的優(yōu)化理論——漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論(

2、Evolutionary StructuralOotimization，ESO)，根據(jù)漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論(ESO)，推導(dǎo)了二維平面應(yīng)力情況下滿Yon Mises應(yīng)力計算公式。 然后，應(yīng)用ANSYS軟件建立了含裂紋的二維有限元優(yōu)化模型，分析了初始模型中含裂紋處的應(yīng)力強度因子大小及分布狀況。 再結(jié)合斷裂力學(xué)與漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化(ES0)理論，使用ANSYS的APDL語言編寫、調(diào)試形狀優(yōu)化程序，對已建立的有限元模型進行了優(yōu)化計算