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基于位移约束的类周期性连续体结构拓扑优化设计
  • ISSN号：1000-4939
  • 期刊名称：《应用力学学报》
  • 时间：0
  • 分类：O342[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构：[1]长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室,长沙410004, [2]长沙理工大学工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室,长沙410004, [3]长沙学院土木系,长沙410004, [4]澳大利亚皇家墨尔本理工大学土木、环境与化学工程学院BOX2476墨尔本
  • 相关基金：国家自然科学基金（10872036：51228801）;国家863项目（2008AA04Z118）
作者： 荣见华[1,2], 廖莺[1,2], 赵志军[3], 谢亿民[4], 易继军[1,2]
关键词： 类周期性结构, 拓扑优化, 位移约束, 二次规划法, 拉格朗日乘子
中文摘要：

提出了一种基于位移约束的类周期性连续体结构拓扑优化设计的方法。为了获得类周期性结构的最优拓扑，将优化的结构区域划分成若干个子区域；为了解决目标函数振荡问题，在每一迭代步形成并引入变位移约束限，以单元相对密度指数幂的倒数作为设计变量，建立了位移约束的显式近似式，并形成了以结构质量作为目标函数、以位移作为约束条件的类周期性结构拓扑优化近似模型；本文通过改进对偶求解方法，建立了拉格朗日乘子迭代求解公式；引入虚拟子域设计变量，建立了类周期性结构各子区域单元设计变量之间的联系，满足了指定的类周期性约束条件，并推导出了设计变量迭代公式；最后给出了梁结构拓扑设计和双坡梯形屋钢屋架设计的算例。结果表明：随着周期数的增加，子结构尺寸对最优拓扑的影响减弱；优化迭代过程中没有目标函数振荡现象。以上结果验证了本文方法的可行性和有效性。

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期刊信息
  • 《应用力学学报》
  • 北大核心期刊（2011版）
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编：陈宜亨
  • 地址：西安市咸宁西路28号西安交通大学
  • 邮编：710049
  • 邮箱：cjam@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话：029-82668756
  • 国际标准刊号：ISSN：1000-4939
  • 国内统一刊号：ISSN：61-1112/O3
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引（EI）及我国力学类核心期刊
  • 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,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）
  • 被引量:8573