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微电容加速度计结构的热固耦合拓扑优化
  • ISSN号:1672-545X
  • 期刊名称:《装备制造技术》
  • 时间:0
  • 分类:TH122[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]暨南大学电气自动化研究所,广东珠海519070
  • 相关基金:国家863项目(2006AA4Z325);广东省自然科学基金博士研究启动项目(9451063201002281);广东高校优秀青年创新人才培育项目(LYM08019);广西制造系统与先进制造技术重点实验室开放基金项目(桂科能0842006_034_K);暨南大学青年基金项目(51208027).
中文摘要:

基于连续体结构拓扑优化的SIMP材料插值模型,建立了热固耦合场结构的有限元控制方程;通过伴随矩阵方法,研究了热固耦合场的敏度分析问题;以叉指式微电容加速度计质量块受热膨胀后,在加速度检测方向的最大形变不大于某一给定值为目标,以质量块的体积比为约束条件,建立了质量块结构的热固耦合拓扑优化模型;采用优化准则算法进行迭代求解后,得到了微电容加速度计质量块的最优拓扑形式,当工作温度在0-300℃范围内变化时,该拓扑形式在加速度检测方向的最大形变仅为23.9nm。

英文摘要:

Based on the SIMP material interpolation model of the continuum structural topology optimization, the finite element governing equations of thermo-structural coupling were established. Through the adjoint matrix method, the sensitivity analysis of the thermo-structural coupling field was studied. To use that the maximum heated deformation of the mass-block of a comb micro-capacitive accelerometer at the direction for testing acceleration was less than a given value as objective function, and the volume as the constrained condition, the thermo-structural coupling topology optimization model for the mass-block structure was established. By adopting optimization criterion algorithm the optimal topology form of the micro-capacitance accelerometer mass-block was achieved. In this topology form, the maximum deformation of the mass-block at the direction for testing acceleration was only 23.9nm at the operating temperature range of 0 - 300℃.

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期刊信息
  • 《装备制造技术》
  • 主管单位:广西壮族自治区工业和信息化委员会
  • 主办单位:广西机械工程学会
  • 主编:梁建和
  • 地址:广西南宁市民主路17号
  • 邮编:530023
  • 邮箱:zbzzjs@163.com
  • 电话:0771-5602985 5876281
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-545X
  • 国内统一刊号:ISSN:45-1320/TH
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  • 被引量:10485