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周期狭长结构拼装模块尺寸效应与构型优化
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:《中国机械工程》
  • 时间:0
  • 分类:TB122[理学—力学;理学—工程力学]
  • 作者机构:南昌航空大学,南昌330063
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11362017); 江西省教育厅科技项目(GJJ13520,GJJ13494)
中文摘要:

针对狭长结构拓扑优化过程中存在的计算困难、有中间密度存在和优化构型复杂等问题,提出周期模块拼装方法,并建立混合梁单元模块有限元模型,开展了狭长结构的拓扑优化设计。以承受均布压力载荷的悬臂狭长结构为例,分析比较了不同模块数、不同材料用量以及不同截面梁对优化结果的影响。计算结果显示,采用周期模块拼装策略能获得规则简单易制造的优化构型,周期狭长结构具有尺寸效应且存在最佳模块尺寸来最大化拼装结构刚度。将混合梁单元模型的模块尺寸与拓扑协同优化结合,获得了清晰规则的类桁架构型。最后应用所提方法实现了周期狭长梯形结构的构型优化。

英文摘要:

A repetitive module assembling method and a mixed finite element model were presented where the computational difficulties,intermediate density and complex geometries existed.The influences of repetitive module number,material volume fraction and beam section sizes on optimization results were comparatively investigated on the basis of optimization design of thin-and-long cantilever structure subjecting to uniform pressures.The results show that optimization configuration with regularity,simplicity and easy to manufacture can be obtained by repetitive module assembling method.Size effects of periodic thin-and-long structure are obvious,and there is an optimal module size for periodic thin-and-long structure to maximize stiffness.Regular truss-like configuration of repetitive module is obtained with concurrent optimization of both module size and layout,based on mixed finite element model.Finally,topology optimization of a thin-and-long trapezoidal cantilever structure was achieved using the proposed method.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 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:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:50788