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多组件结构系统布局拓扑优化中处理组件干涉约束的惩罚函数方法
被引量:
6
1
作者
朱继宏
郭文杰
+1 位作者
张卫红
何飞
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第12期3721-3733,共13页
包含大量组件的多组件结构系统布局拓扑优化设计中存在大量的组件干涉约束,研究了包含大量组件的结构系统整体式拓扑布局优化设计问题,基于有限包络圆方法(FCM)提出了处理组件干涉约束的惩罚函数方法,构造了包含结构刚度和组件之间几何...
包含大量组件的多组件结构系统布局拓扑优化设计中存在大量的组件干涉约束,研究了包含大量组件的结构系统整体式拓扑布局优化设计问题,基于有限包络圆方法(FCM)提出了处理组件干涉约束的惩罚函数方法,构造了包含结构刚度和组件之间几何干涉函数的内外混合惩罚函数,应用基于梯度的优化算法对包含数十个组件上百个干涉约束的多组件结构系统进行刚度优化设计,得到了清晰的支撑结构构型和无干涉的组件布局位置,充分体现了提出的混合惩罚函数方法在解决多组件结构系统布局拓扑优化设计中组件干涉问题上的有效性和适用性。
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关键词
拓扑优化
多组件结构系统
混合惩罚函数
干涉约束
有限包络圆法
原文传递
有限包络圆族的快速生成方法及其在二维布局优化中的应用
被引量:
6
2
作者
张桥
张卫红
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第5期617-625,共9页
为了有效地实施有限包络圆族方法(FCM),大幅度减少包络圆数目,达到一圆多用、圆尽其用的目的,提出3种FCM自动化建模方法:二分法、三步划分法和带间隙的改进三步划分法.二分法利用组件各边长度和设置的容差大小得到该边的候选包络圆,若...
为了有效地实施有限包络圆族方法(FCM),大幅度减少包络圆数目,达到一圆多用、圆尽其用的目的,提出3种FCM自动化建模方法:二分法、三步划分法和带间隙的改进三步划分法.二分法利用组件各边长度和设置的容差大小得到该边的候选包络圆,若该圆不满足组件所有边的容差要求,则将该边不断地对分,直至所得到的包络圆满足各边的容差要求;三步划分法和带间隙的改进三步划分法则以组件区域为划分对象,依次对组件多边形凸顶角、凸扇形区和多边形各边剩余线段划分包络圆,且带间隙的改进三步划分法则允许包络圆在组件边界上以适当的间隙分布.最后通过算例表明,三步划分法和带间隙的改进三步划分法能用尽量少的包络圆逼近二维组件,在组件装填布局优化设计中明显提高了组件装填布局优化效率.
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关键词
有限包络圆族方法
干涉判断
组件装填布局优化设计
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职称材料
简谐力激励下多组件结构系统的整体优化设计
被引量:
2
3
作者
朱继宏
赵华
+1 位作者
刘涛
张卫红
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期226-237,共12页
多组件结构系统整体优化设计通过协同优化支撑结构拓扑构型和组件布局来使结构系统的位移响应最小。本文提出通过模态加速度法(MAM)求解多组件结构系统的位移响应,并以位移响应值最小作为优化目标;引入多点约束(MPC)方法模拟组件与设计...
多组件结构系统整体优化设计通过协同优化支撑结构拓扑构型和组件布局来使结构系统的位移响应最小。本文提出通过模态加速度法(MAM)求解多组件结构系统的位移响应,并以位移响应值最小作为优化目标;引入多点约束(MPC)方法模拟组件与设计域间的铆钉或螺栓连接形式;采用有限包络圆法(FCM)来避免组件之间及组件与设计域边界产生干涉。建立了多组件结构系统整体优化问题的数学模型,并对动响应目标函数关于设计变量的灵敏度进行了推导。最后,通过几个算例验证了整体优化方法在简谐力激励下求解问题的可行性及其在实际问题中的有效性。
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关键词
整体优化
简谐力激励
多点约束
有限包络圆法
模态加速度法
原文传递
基于有限包络圆的光电平台传感器布局设计
被引量:
1
4
作者
刘虎
朱镭
+3 位作者
高瑜
田杰
段文博
赵玮
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期857-862,共6页
为保证光电平台视轴稳定精度,在装配阶段需要通过配平来最小化其静不平衡力矩。为降低某两轴四框架形式机载光电平台的静不平衡力矩,建立了一种多传感器布局优化设计方法。以各传感器的布局位置为变量,基于有限包络圆方法实现各传感器...
为保证光电平台视轴稳定精度,在装配阶段需要通过配平来最小化其静不平衡力矩。为降低某两轴四框架形式机载光电平台的静不平衡力矩,建立了一种多传感器布局优化设计方法。以各传感器的布局位置为变量,基于有限包络圆方法实现各传感器间的不干涉约束,快速得到具有较小静不平衡力矩的传感器布局方案。该方法成功将某光电平台关于内方位、内俯仰运动轴系的静不平衡力矩分别降低了45%和68%,有效降低了配平质量,提高了光电平台性能。
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关键词
传感器布局优化设计
有限包络圆
光电平台
静不平衡力矩
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职称材料
题名
多组件结构系统布局拓扑优化中处理组件干涉约束的惩罚函数方法
被引量:
6
1
作者
朱继宏
郭文杰
张卫红
何飞
机构
西北工业大学工程仿真与宇航计算技术实验室
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第12期3721-3733,共13页
基金
国家自然科学基金(11432011
11172236)
+2 种基金
高等学校学科创新引智计划(B07050)
陕西省科学技术研究发展计划项目(2014KJXX-37)
中央高校基本科研业务费专项资金(3102014JC02020505)~~
文摘
包含大量组件的多组件结构系统布局拓扑优化设计中存在大量的组件干涉约束,研究了包含大量组件的结构系统整体式拓扑布局优化设计问题,基于有限包络圆方法(FCM)提出了处理组件干涉约束的惩罚函数方法,构造了包含结构刚度和组件之间几何干涉函数的内外混合惩罚函数,应用基于梯度的优化算法对包含数十个组件上百个干涉约束的多组件结构系统进行刚度优化设计,得到了清晰的支撑结构构型和无干涉的组件布局位置,充分体现了提出的混合惩罚函数方法在解决多组件结构系统布局拓扑优化设计中组件干涉问题上的有效性和适用性。
关键词
拓扑优化
多组件结构系统
混合惩罚函数
干涉约束
有限包络圆法
Keywords
topology
optimization
multi-component
system
combined
penalty
function
overlap
constraint
finite
-
circle
method
分类号
V214.19 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
有限包络圆族的快速生成方法及其在二维布局优化中的应用
被引量:
6
2
作者
张桥
张卫红
机构
西北工业大学现代设计集成制造技术教育部重点实验室
出处
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第5期617-625,共9页
基金
国家自然科学基金(10676028)
西安-应用材料创新基金(XA-AM-200705)
文摘
为了有效地实施有限包络圆族方法(FCM),大幅度减少包络圆数目,达到一圆多用、圆尽其用的目的,提出3种FCM自动化建模方法:二分法、三步划分法和带间隙的改进三步划分法.二分法利用组件各边长度和设置的容差大小得到该边的候选包络圆,若该圆不满足组件所有边的容差要求,则将该边不断地对分,直至所得到的包络圆满足各边的容差要求;三步划分法和带间隙的改进三步划分法则以组件区域为划分对象,依次对组件多边形凸顶角、凸扇形区和多边形各边剩余线段划分包络圆,且带间隙的改进三步划分法则允许包络圆在组件边界上以适当的间隙分布.最后通过算例表明,三步划分法和带间隙的改进三步划分法能用尽量少的包络圆逼近二维组件,在组件装填布局优化设计中明显提高了组件装填布局优化效率.
关键词
有限包络圆族方法
干涉判断
组件装填布局优化设计
Keywords
finite
circle
method
(FCM)
interference
estimation
multi-component
packing
and
layout
optimization
分类号
TB113 [理学—数学]
下载PDF
职称材料
题名
简谐力激励下多组件结构系统的整体优化设计
被引量:
2
3
作者
朱继宏
赵华
刘涛
张卫红
机构
西北工业大学航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心
西北工业大学金属高性能增材制造与创新设计工信部重点实验室
西北工业大学无人系统技术研究院-智能材料与结构研究所
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期226-237,共12页
基金
国家自然科学基金(11432011
11620101002)
+1 种基金
国家重点研发计划(2017YFB1102800)
陕西省重点研发计划(S2017-ZDYFZDXM-GY-0035)~~
文摘
多组件结构系统整体优化设计通过协同优化支撑结构拓扑构型和组件布局来使结构系统的位移响应最小。本文提出通过模态加速度法(MAM)求解多组件结构系统的位移响应,并以位移响应值最小作为优化目标;引入多点约束(MPC)方法模拟组件与设计域间的铆钉或螺栓连接形式;采用有限包络圆法(FCM)来避免组件之间及组件与设计域边界产生干涉。建立了多组件结构系统整体优化问题的数学模型,并对动响应目标函数关于设计变量的灵敏度进行了推导。最后,通过几个算例验证了整体优化方法在简谐力激励下求解问题的可行性及其在实际问题中的有效性。
关键词
整体优化
简谐力激励
多点约束
有限包络圆法
模态加速度法
Keywords
integrated
layout
and
topology
optimization
harmonic
force
excitation
multi-point
constraint
finite
circle
method
mode
acceleration
method
分类号
V214.19 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
基于有限包络圆的光电平台传感器布局设计
被引量:
1
4
作者
刘虎
朱镭
高瑜
田杰
段文博
赵玮
机构
西安应用光学研究所
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期857-862,共6页
基金
国防基础科研计划项目(A0920132001)
文摘
为保证光电平台视轴稳定精度,在装配阶段需要通过配平来最小化其静不平衡力矩。为降低某两轴四框架形式机载光电平台的静不平衡力矩,建立了一种多传感器布局优化设计方法。以各传感器的布局位置为变量,基于有限包络圆方法实现各传感器间的不干涉约束,快速得到具有较小静不平衡力矩的传感器布局方案。该方法成功将某光电平台关于内方位、内俯仰运动轴系的静不平衡力矩分别降低了45%和68%,有效降低了配平质量,提高了光电平台性能。
关键词
传感器布局优化设计
有限包络圆
光电平台
静不平衡力矩
Keywords
optimization
design
of
sensor
layout
finite
circle
method
photoelectric
platform
stat-ic
unbalance
torque
分类号
TN202 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多组件结构系统布局拓扑优化中处理组件干涉约束的惩罚函数方法
朱继宏
郭文杰
张卫红
何飞
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
6
原文传递
2
有限包络圆族的快速生成方法及其在二维布局优化中的应用
张桥
张卫红
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009
6
下载PDF
职称材料
3
简谐力激励下多组件结构系统的整体优化设计
朱继宏
赵华
刘涛
张卫红
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
原文传递
4
基于有限包络圆的光电平台传感器布局设计
刘虎
朱镭
高瑜
田杰
段文博
赵玮
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2017
1
下载PDF
职称材料
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