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基于无网格Galerkin法的灵敏度分析与形状优化
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH12[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]湘潭大学计算与应用数学研究所,湘潭411105, [2]湘潭大学机械工程学院,湘潭411105
  • 相关基金:国家自然科学基金(50475143,10371104)、国家重点基础研究发展计划基金(2005CB321701)和教育部博士点研究基金(20040530001)资助项目.
中文摘要:

结构形状优化已经在工程应用中得到重视,将无网格法与形状优化相结合能够从根本上解决优化过程中出现的有限单元扭曲或畸变问题.为此在无网格Galerkin法的基础上,利用离散导数法,提出一种基于离散型的节点位移灵敏度分析方法,其中采用了拉格朗日乘子法来施加本质边界条件.该方法的最大优势是求解过程与无网格Galerkin法的求解过程相似,容易实现.另外对形状优化的数学模型和节点位移的设计速度域进行了讨论.采用具有解析解的实例,对所提出的灵敏度分析方法进行了验证,所得结果显示两者非常吻合.利用上述所建立的形状优化算法,完成了两个工程实例的形状优化设计.

英文摘要:

The shape optimization of structures has played a very important role in the engineering application. The mesh distortion of the finite element in the process of shape optimization can be avoided completely by integrating the meshless method with the shape optimization. A numerical method for discreteness-based design sensitivity analysis is proposed by using the discrete derivatives method in the basis of the element-free Galerkin method, in which the Lagrange multiplier is employed into imposing the essential boundary condition. The main advantage of the approach presented is that the calculating process of sensitivity analysis is similar to the solving of element-free Galerkin method, and the present formulation can be easily implemented. In addition, the mathematics model of shape optimization and design velocity fields are also discussed An example, which has the exact solution, is presented to testify the sensitivity analysis method derived. The result obtained shows that there exists excellent agreement between the analytical and numerical solution. Finally, by using the presented .algorithm of shape optimization based on EFG method, the shape optimization of two engineering examples is achieved.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
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  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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