检索结果-南通市图书馆

平面连续体多工况应力约束下结构拓扑优化的有无复合体方法

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计算力学学报 2001年第2期18卷 200-204页

作者：于新隋允康鞍山钢铁学院机械系辽宁鞍山114002 北京工业大学机电学院北京100022

本文在文 [4 ]的基础上 ,按“有无复合体”模型对应力约束下多工况平面连续体结构拓扑优化的求解进行研究 ,提出了“工况影响系数”的概念 ,用于“病态荷载”问题的识别和解决 ,获得了令人满意的数值结果。

关键词：结构拓扑优化连续体结构独立连续拓扑变量应力约束多工况 “有无得合体”模型桁架

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屈曲与应力约束下连续体结构的拓扑优化

工程力学 2008年第8期25卷 6-12页

作者：隋允康边炳传北京工业大学机械工程与应用电子技术学院工程数值模拟中心北京100124 泰山学院应用科学技术系山东泰安271021

基于ICM(独立、连续、映射)方法建立了以结构重量最小为目标,以屈曲临界力、应力同时为约束的连续体拓扑优化模型:采用独立的连续拓扑变量,借助泰勒展式、过滤函数将目标函数作二阶近似展开;借助瑞利商、泰勒展式、过滤函数将屈曲约束... 详细信息

基于ICM(独立、连续、映射)方法建立了以结构重量最小为目标,以屈曲临界力、应力同时为约束的连续体拓扑优化模型:采用独立的连续拓扑变量,借助泰勒展式、过滤函数将目标函数作二阶近似展开;借助瑞利商、泰勒展式、过滤函数将屈曲约束化为近似显函数;将应力这种局部性约束采用全局化策略进行处理,即借助第四强度理论、过滤函数将应力局部性约束转化为应变能约束,大大减少了灵敏度分析的计算量;将优化模型转化为对偶规划,减少了设计变量的数目,并利用序列二次规划求解,缩小了模型的求解规模。数值算例表明:该方法可以有效地解决屈曲与应力约束共同作用的连续体拓扑优化问题,能够得到合理的拓扑结构,并有较高的计算效率。

关键词：固体力学拓扑优化 ICM方法屈曲约束应力约束过滤函数

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频率响应位移幅值敏度分析的伴随法

应用力学学报 2008年第2期25卷 247-252页

作者：彭细荣隋允康清华大学深圳研究生院深圳518055 北京工业大学北京100022

频率响应位移幅值的敏度分析通常采用直接法,一次敏度分析只能计算出对一个设计变量的偏导数,这在设计变量很多的拓扑优化中因敏度分析计算量太大而显得不适用,本文推导了频率响应位移幅值敏度分析的伴随法,一次敏度分析可计算出对所有... 详细信息

频率响应位移幅值的敏度分析通常采用直接法,一次敏度分析只能计算出对一个设计变量的偏导数,这在设计变量很多的拓扑优化中因敏度分析计算量太大而显得不适用,本文推导了频率响应位移幅值敏度分析的伴随法,一次敏度分析可计算出对所有设计变量的偏导数,算例表明伴随法计算结果与直接法及差分法结果符合得很好,用伴随法分析敏度在结构拓扑优化中可以大幅提高计算效率。

关键词：频率响应敏度分析伴随法拓扑优化

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连续体结构考虑离散性目标的ICM方法

计算力学学报 2006年第2期23卷 163-168页

作者：隋允康彭细荣北京工业大学工程数值模拟中心北京100022 清华大学深圳研究生院深圳518055

为了使求解位移和应力约束下重量最轻的连续体结构拓扑优化问题的ICM(独立连续映射)方法得到更清晰的拓扑形式,引入拓扑变量离散性条件作为目标之一,与原目标组成多目标规划模型,使拓扑变量向0或1两端靠近,减小了删除率对结果的影响;用... 详细信息

为了使求解位移和应力约束下重量最轻的连续体结构拓扑优化问题的ICM(独立连续映射)方法得到更清晰的拓扑形式,引入拓扑变量离散性条件作为目标之一,与原目标组成多目标规划模型,使拓扑变量向0或1两端靠近,减小了删除率对结果的影响;用图形处理方法消除了棋盘格现象及网格依赖性;通过初选准有效约束及选择设计区域等,提高了求解效率。算例表明:改进后的算法虽然迭代次数比原算法略多,但更稳键,更实用。

关键词：结构拓扑优化 ICM方法棋盘格现象网格依赖性删除率

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连续体结构拓扑优化的高精度逼近ICM方法

力学学报 2011年第4期43卷 716-724页

作者：隋允康宣东海尚珍北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023

采用指数类函数为快滤函数的高精度逼近ICM(independent continuous and mapping)方法,建立了以结构重量为目标,应力和位移共同约束下的连续体结构拓扑优化模型.利用结构畸变比能的方法全局化应力约束,单位虚载荷法显式化位移约束,归一... 详细信息

采用指数类函数为快滤函数的高精度逼近ICM(independent continuous and mapping)方法,建立了以结构重量为目标,应力和位移共同约束下的连续体结构拓扑优化模型.利用结构畸变比能的方法全局化应力约束,单位虚载荷法显式化位移约束,归一化约束以解决约束限数量级不一致的问题.针对不同性态的过滤函数,给出了指数类快滤函数参数的取值方法.单工况和多工况的算例表明了高精度逼近的ICM方法处理多种约束下连续体结构拓扑优化的可行性与有效性.

关键词：结构优化拓扑优化应力和位移约束高精度逼近 ICM方法

化可分离凸规划为对偶规划显式模型的普适解法研究比较

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力学学报 2023年第10期55卷 2417-2426页

作者：彭细荣隋允康湖南城市学院土木工程学院湖南益阳413000 北京工业大学材料与制造学部北京100022

文章旨在提升对偶规划显式模型(dual programming-explicit model,DP-EM)的建模和求解的境界.DPEM模型从一类变量可分离凸规划的特点出发,突破了对偶目标二阶采用近似的定势,推导得出显式的对偶目标函数;应用于ICM方法求解连续体结构拓... 详细信息

文章旨在提升对偶规划显式模型(dual programming-explicit model,DP-EM)的建模和求解的境界.DPEM模型从一类变量可分离凸规划的特点出发,突破了对偶目标二阶采用近似的定势,推导得出显式的对偶目标函数;应用于ICM方法求解连续体结构拓扑优化问题时,其求解效率比对偶序列二次规划方法(DSQP)和可移动渐近线方法(MMA)求解效率更高.文章进一步把常见的一类显式模型抽象为普适的可分离凸规划列式,在需要满足的一些条件下,转换为DP-EM模型,并且提出4种处理方法:(1)对偶变量迭代逼近法;(2)指数函数形式的解法;(3)幂函数形式的解法;(4)基于变换的精确解法.为了进行数值验证,做了广泛的计算,限于篇幅,文章列出了5个具有代表性的算例,除了算例1属于纯数学问题,其余4个算例皆基于ICM方法,分别对于位移、应力、疲劳等约束和破损−安全的连续体结构拓扑优化问题,基于所提出的方法进行建模和求解,都显示了所提出方法的普适性及更高的求解效率.工作的意义在于:(1)深度方面,加深了结构优化对偶解法的研究;(2)广度方面,对数学规划对偶理论的发展做出了新的贡献.

关键词：结构拓扑优化映射函数求解效率 ICM方法

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智能抛物面天线多目标最优控制

计算力学学报 2005年第6期22卷 671-676,715页

作者：隋允康龙连春北京工业大学机电学院北京100022

大型天线必须保持非常精确的形状。由于载荷变化及各种随机干扰,为了保持精确的形状,这类结构宜采用主动控制。针对智能抛物面天线结构,建立了对天线反射面的最佳吻合抛物面的RM S精度和作动器能耗为综合目标的多目标优化模型。优化模... 详细信息

大型天线必须保持非常精确的形状。由于载荷变化及各种随机干扰,为了保持精确的形状,这类结构宜采用主动控制。针对智能抛物面天线结构,建立了对天线反射面的最佳吻合抛物面的RM S精度和作动器能耗为综合目标的多目标优化模型。优化模型以结构强度和作动器性能作为约束条件,模型转化为二次规划问题进行求解,实现智能抛物面天线的准静态最优控制。算例表明,可以用较少的作动器,实现大型天线结构的精密控制。

关键词：智能结构天线形状控制多目标优化光程差

用ICM法拓扑优化静位移及频率约束下连续体结构

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计算力学学报 2006年第4期23卷 391-396页

作者：彭细荣隋允康清华大学深圳研究生院深圳518055 北京工业大学工程数值模拟中心 100022

用ICM方法建立了静位移及频率约束下、重量最小为目标的连续体结构拓扑优化模型。采用独立于截面及形状参数的连续拓扑变量,借助于过滤函数,位移约束用莫尔定理显式化,频率约束用瑞利商求导数借助模态动能及模态应变能近似显式化。用图... 详细信息

用ICM方法建立了静位移及频率约束下、重量最小为目标的连续体结构拓扑优化模型。采用独立于截面及形状参数的连续拓扑变量,借助于过滤函数,位移约束用莫尔定理显式化,频率约束用瑞利商求导数借助模态动能及模态应变能近似显式化。用图形过滤处理的方法解决了棋盘格及网格依赖问题。通过构造适当的过滤函数有效地防止了局部模态问题。动态引入防止模态交换的频率约束条件,使迭代过程不发生振荡。算例表明:用ICM方法建立的模型在处理多工况静位移约束、多频率约束及解决局部模态及模态交换等问题上有优势。

关键词：连续体结构拓扑优化位移约束频率约束

考虑破损-安全的连续体结构拓扑优化ICM方法

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力学学报 2018年第3期50卷 611-621页

作者：彭细荣隋允康湖南城市学院土木工程学院湖南益阳413000 北京工业大学工程数值模拟中心北京100022

本文瞄准连续体在破损-安全考虑下的结构拓扑优化问题,旨在克服传统模型求解所得最终构型存在的弊病,避免结构因缺乏合理的冗余结构而敏感于局部破坏,实现破损-安全的目标.首先,梳理了以往虽然用到却并不明晰的4个概念:结构局部破损模... 详细信息

本文瞄准连续体在破损-安全考虑下的结构拓扑优化问题,旨在克服传统模型求解所得最终构型存在的弊病,避免结构因缺乏合理的冗余结构而敏感于局部破坏,实现破损-安全的目标.首先,梳理了以往虽然用到却并不明晰的4个概念:结构局部破损模式、结构局部破损区域、结构破损状况、结构破损状况的预估分布.之后,基于独立连续映射(ICM)方法,对该问题建立了力学性能约束下结构体积极小化的模型.建立目标函数时,利用Minimax的概念将可能出现的结构破损状况对应的所有结构体积目标转化为原结构的唯一结构体积目标,克服了多目标问题的困难.建立近似约束函数时,将可能出现的所有结构破损状况对应的力学性能的约束皆考虑进去,既能处理载荷单工况也能处理载荷多工况.最后,以位移约束为例,建立了优化模型并求解.单工况及多工况位移约束拓扑优化算例验证了算法的有效性.结果表明:本方法相比于不考虑破损-安全的拓扑优化设计,得到的最优拓扑更复杂,体积比更大即所用材料更多,亦即最优结构具有更多的冗余,此正是考虑破损-安全设计原则的结果.本文的研究对于航空、航天、其他水、陆等领域运载工具以及其他工程结构在意外破坏、战争创伤或恐怖袭击下的结构设计,乃是非常重要的进展.

关键词：体结构拓扑优化破损-安全 ICM 方法