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基于拓扑优化技术的集中力扩散结构设计
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:力学学报
  • 时间:0
  • 页码:-528-536
  • 分类:O342[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工程力学系,工业装备结构分析国家重点实验室,大连116023
  • 相关基金:国家自然科学基金(90816025,10802016),高校博士点基金(200801411053)和中央高校基本科研业务费专项资金(DUT11ZD(G)04)资助项目.
  • 相关项目:面向近空间飞行器多功能超轻质结构设计优化理论
中文摘要:

对于运载飞行器一类由多个部段装配而成的复杂结构,外载荷往往被转化为多点集中载荷传递到结构某一部段,为此,结构上需要采取使集中力扩散的措施.基于连续体拓扑优化,以结构最小柔顺性为目标函数,同时考虑设计域内材料用量约束和考查区域(承载结构)内力均匀性约束,提出了集中力扩散结构优化设计的理论模型,并给出了平面和三维两种不同的优化算例,均得到了合理的优化设计结果.最后,针对运载火箭燃料贮箱短壳,考虑工程实际的受力及约束情况,给出了可行的概念性设计方案.

英文摘要:

For complicated structures assembled by several parts, like launch vehicle, external load in the form of concentrated load exerted on several points is transmitted to a given section of the structure. Therefore, some measures should be taken in the structural design to diffuse the concentrated force. In order to optimize the structure for diffusing the concentrated force, a theoretical model based on the continuum topology optimization is presented in this paper. The minimum structural compliance is taken as the object function subject to structural materials' volume constraint. Constraints on uniformity of the internal force are also considered in this model. Two-dimensional and three-dimensional examples are presented to illustrate the effectiveness of the formulation and algorithm. Finally, based on the actual forces and displacement constraints, a feasible conceptual design is presented for the short shell of a rocket's storage trunk.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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)
  • 被引量:13332