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基于基础结构法的柔顺机构动力学拓扑优化
  • ISSN号:1001-9669
  • 期刊名称:机械强度
  • 时间:0
  • 页码:353-357
  • 分类:O327[理学—一般力学与力学基础;理学—力学] TB114.3[理学—概率论与数理统计;理学—数学;理学—应用数学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]华东交通大学基础科学学院,南昌330013, [2]华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金(50825504); 国家自然科学基金(50775073)资助项目
  • 相关项目:柔顺机构理论及其在精密制造装备中的应用研究
中文摘要:

提出一种新的在简谐激励作用下,基于基础结构法的柔顺机构动力学拓扑优化方法。框架单元能够包含弯曲模式,因此采用它的集合表示设计域。以动力放大系数最大化与应变能的最小化加权函数为目标,满足在动态条件下柔顺机构具有足够柔度和刚度;并且规一化目标函数避免不同性质目标函数的量级差异。目标函数的敏度采用伴随矩阵法求解,用移动近似算法对优化问题进行迭代求解。通过数值算例对不同外激励频率和不同输出刚度的拓扑优化结构进行分析讨论。结果表明,该方法在柔顺机构动力学拓扑优化设计中是正确的和有效的。

英文摘要:

A new dynamic topology optimization method of compliant mechanisms using the ground structure approach under harmonic excitation is presented.Frame elements are chosen to represent the design domain because they are capable of capturing the bending modes.The multi-objective function is developed by the maximum dynamic magnification factor and the minimum strain energy to design a mechanism which meets both stiffness and flexibility requirements under harmonic excitation,respectively.The objective function is normalized to eliminate magnitude difference of the objectives.The sensitivities of the objective functions are computed by the adjoint method,the optimization problem is solved using the method of moving asymptotes(MMA).Some numerical examples with different driving frequency and different output spring stiffness are presented to illustrate the effect of driving frequency and damping factor.The results are shown to demonstrate the validity to the proposed method.

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期刊信息
  • 《机械强度》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国机械工业联合会
  • 主办单位:中国机械工程学会 郑州机械研究所
  • 主编:王长路
  • 地址:郑州市嵩山南路81号
  • 邮编:450052
  • 邮箱:jxqd@chinajournal.net.cn
  • 电话:0371-67710821
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9669
  • 国内统一刊号:ISSN:41-1134/TH
  • 邮发代号:36-76
  • 获奖情况:
  • 2002年12月获河南省第五届优秀科技期刊二等奖,1999年6月获国家机械工业局机械行业优秀科技期刊...,1999年2月获河南省第三届优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,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:11980