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移频逆迭代法及其在动力拓扑优化中的应用 被引量：3
1
作者 李芳 凌道盛 《浙江工业大学学报》 CAS 2001年第1期44-47,共4页
用逆迭代法求解特征值问题 ,可以依次得到一系列由低到高的特征值和相应的特征向量。对于指定频率的动力拓扑优化问题 ,如果能够避免求解指定频率以前的频率而直接对指定频率进行计算 ,将无疑可以提高计算效率和计算精度。我们可以通过... 用逆迭代法求解特征值问题 ,可以依次得到一系列由低到高的特征值和相应的特征向量。对于指定频率的动力拓扑优化问题 ,如果能够避免求解指定频率以前的频率而直接对指定频率进行计算 ,将无疑可以提高计算效率和计算精度。我们可以通过移频方便地解决这个问题。 展开更多
关键词 结构 动力响应 逆迭代法 移频 动力拓扑优化 频率约束
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基于RKPM梁固有频率及薄板柔度的拓扑优化 被引量：3
2
作者 张建平 蒋炎坤 +1 位作者 龚曙光 刘欣 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期101-105,共5页
以节点相对密度为设计变量,以固有频率最大为目标函数,通过修正低密度区质量矩阵建立了基于重构核粒子法(RKPM)的结构动力拓扑优化数学模型.采用罚函数法施加本质边界条件,利用直接微分法推导了结构固有频率灵敏度方程,同时研究了受横... 以节点相对密度为设计变量,以固有频率最大为目标函数,通过修正低密度区质量矩阵建立了基于重构核粒子法(RKPM)的结构动力拓扑优化数学模型.采用罚函数法施加本质边界条件,利用直接微分法推导了结构固有频率灵敏度方程,同时研究了受横向载荷弯曲的基尔霍夫薄板柔度最小的拓扑优化问题.最后对比分析了节点依赖性以及设计变量对最优拓扑结构的影响,并结合以上算法和优化准则法编写程序完成了2个拓扑优化算例.优化结果表明:所建立的模型不仅能有效抑制局部模态和重特征频率的出现,而且因通过重构核近似提高了计算点密度场的连续性,棋盘格现象得以消除,可以得到清晰光滑的拓扑边界. 展开更多
关键词 动力拓扑优化 无网格法 重构核粒子法 基尔霍夫薄板 灵敏度分析
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考虑材料参数不确定性结构动力学稳健性拓扑优化设计 被引量：1
3
作者 王诗雨 王栋 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期95-103,共9页
本文在考虑材料参数不确定性的条件下,对连续体结构动力学稳健性拓扑优化设计进行研究。在使结构的第一阶固有频率最大化的同时,显著减小其对材料性能不确定性的影响。基于非概率凸集模型,将材料参数的不确定性用有界区间变量表示;建立... 本文在考虑材料参数不确定性的条件下,对连续体结构动力学稳健性拓扑优化设计进行研究。在使结构的第一阶固有频率最大化的同时,显著减小其对材料性能不确定性的影响。基于非概率凸集模型,将材料参数的不确定性用有界区间变量表示;建立了能够抑制频率改变的结构动力学拓扑优化模型,用单层优化策略求解稳健性优化设计问题。通过对材料参数的导数分析,获得了在材料性能不确定情形下结构第一阶固有频率的二阶泰勒展开式,并推导出了频率对拓扑变量的一阶灵敏度显性表达式。基于变密度法,开展了结构动力学稳健性拓扑优化设计,并与确定性优化结果进行对比,验证了用本文方法获得的结构第一阶固有频率稳健性更高,受材料参数不确定性扰动影响更小,展示了考虑材料参数不确定性的重要性。 展开更多
关键词 材料参数不确定性 稳健性动力拓扑优化 结构固有频率 有界区间变量
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结构动力学拓扑优化局部模态现象分析 被引量：25
4
作者 朱继宏 张卫红 邱克鹏 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期619-623,共5页
使用拓扑优化技术进行结构自然频率最大化设计时的主要问题是结构空洞区域可能出现的局部模态现象。采用刚度矩阵和质量矩阵求解动力学特征方程,通过算例分析了结构密度差异、惩罚因子对自然频率和模态的影响以及局部模态现象产生的原... 使用拓扑优化技术进行结构自然频率最大化设计时的主要问题是结构空洞区域可能出现的局部模态现象。采用刚度矩阵和质量矩阵求解动力学特征方程,通过算例分析了结构密度差异、惩罚因子对自然频率和模态的影响以及局部模态现象产生的原因。结果表明,由于实体各向同性材料惩罚函数法(SIMP)使用了指数惩罚因子,空洞区域的密度与刚度差异远远大于实体区域,导致空洞区域局部模态的产生。分析了局部模态的产生过程,给出了结构自然频率和模态相对实体-孔洞区域密度的比值以及惩罚因子的变化趋势。同时,基于传统体胞微结构均匀化等效模型方法,提出了描述结构空洞区域的多种体胞微结构,计算证实这些微结构形式均可有效地避免局部模态的发生。 展开更多
关键词 动力学拓扑优化 微结构 局部模态 均匀化方法
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约束阻尼结构的改进准则法拓扑减振动力学优化 被引量：8
5
作者 贺红林 袁维东 +1 位作者 夏自强 刘尧弟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期20-27,共8页
旨在为减振设计提供理论基础,研究约束阻尼结构拓扑动力学优化。以阻尼材料用量、振动特征方程、模态频率为约束,以多模态损耗因子倒数的加权和最小为目标,建立了约束阻尼结构拓扑优化模型,引入MAC因子控制结构的振型跃阶。在引入质量... 旨在为减振设计提供理论基础,研究约束阻尼结构拓扑动力学优化。以阻尼材料用量、振动特征方程、模态频率为约束,以多模态损耗因子倒数的加权和最小为目标,建立了约束阻尼结构拓扑优化模型,引入MAC因子控制结构的振型跃阶。在引入质量阵惩罚因子基础上推导出优化目标灵敏度。考虑到优化目标函数的非凸性,采用常规准则法(OC)寻优可能会使拓扑变量出现负值或陷入局部优化,故引入数学规划移动渐近技术对OC法进行改进,从而将全体拓扑变量纳入改进算法的优化迭代全过程。编程实现了约束阻尼板改进OC法拓扑动力学优化并对改进法性能进行了仿真。结果显示,改进算法可得到更合理的约束阻尼层构形,可使结构取得更佳减振效果。研究表明,改进算法迭代稳定性更好、寻优效率更高、更具全域最优性。 展开更多
关键词 约束阻尼板 多模态损耗因子 改进优化准则法 减振特性 动力学拓扑优化
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基于改进优化准则法的自由阻尼结构动力学拓扑优化 被引量：6
6
作者 贺红林 夏自强 袁维东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第13期1531-1539,共9页
针对自由阻尼结构拓扑优化问题,采用模态应变能的有限元求解方法,以单元相对密度值为拓扑设计变量,以材料用量和频率改变量为约束条件,构建以多模态损耗因子加权和为目标函数的拓扑优化模型,推导了目标函数对于设计变量灵敏度的表达式... 针对自由阻尼结构拓扑优化问题,采用模态应变能的有限元求解方法,以单元相对密度值为拓扑设计变量,以材料用量和频率改变量为约束条件,构建以多模态损耗因子加权和为目标函数的拓扑优化模型,推导了目标函数对于设计变量灵敏度的表达式。考虑到常规优化准则法用于结构动力学寻优时,目标函数存在非凸性,迭代过程中出现负值设计变量,使得优化结果不收敛或陷入局部优化,故在一般优化准则法的基础上对拓扑优化模型进行数学意义上的迭代改进。改进优化准则法解决了设计变量出现非正及迭代发散等问题,保证了全体拓扑变量参与迭代过程。通过ANSYS编程对自由阻尼板进行了仿真,并引入MAC因子来控制结构的振型跃阶,结果显示:改进算法在控制阻尼材料体积为优化前体积60%时,各阶目标函数和拓扑构型在数次迭代后趋于稳定,单元中间密度值区域相对较少,自由阻尼结构获得了有效的减振。 展开更多
关键词 自由阻尼结构 模态损耗因子 改进优化准则法 减振特性 动力学拓扑优化
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简谐力激励下约束阻尼结构动力学拓扑优化 被引量：4
7
作者 房占鹏 侯俊剑 姚雷 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第A01期112-116,共5页
针对简谐力激励下约束阻尼结构的动力学拓扑优化问题,以约束阻尼结构的指定位置的稳态位移响应为优化目标,约束阻尼材料体积为约束,建立约束阻尼结构动力学拓扑优化模型。使用复模态叠加法求解约束阻尼结构的位移响应。分析直接法和伴... 针对简谐力激励下约束阻尼结构的动力学拓扑优化问题,以约束阻尼结构的指定位置的稳态位移响应为优化目标,约束阻尼材料体积为约束,建立约束阻尼结构动力学拓扑优化模型。使用复模态叠加法求解约束阻尼结构的位移响应。分析直接法和伴随法的特点,提出复模态叠加法和伴随法相结合的灵敏度分析方法,有效提高灵敏度计算效率。采用移动渐近线法(MMA)对约束阻尼结构的动力学拓扑优化模型进行求解。通过算例分析,验证了提出的约束阻尼结构的动力学优化算法有效性。 展开更多
关键词 振动与波 约束阻尼 动力学拓扑优化 灵敏度 动位移响应
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指定频带简谐力激励下约束阻尼结构的拓扑优化方法
8
作者 陈长安 《价值工程》 2019年第14期147-149,共3页
结构优化设计一直是结构设计的重点,在其中,结构拓扑优化则是最复杂最富有挑战性并且最有效率的一种优化方法,拓扑结构的改变可以明显提高结构的性能,另一方面也可以大幅度减少结构的用量,这就给很多难以解决的结构优化问题提供了可能... 结构优化设计一直是结构设计的重点,在其中,结构拓扑优化则是最复杂最富有挑战性并且最有效率的一种优化方法,拓扑结构的改变可以明显提高结构的性能,另一方面也可以大幅度减少结构的用量,这就给很多难以解决的结构优化问题提供了可能性。针对指定频带简谐激励下阻尼约束结构的拓扑优化问题,建立能够做到使共振峰值平方最小且限定了约束阻尼材料用量的约束阻尼板块的拓扑优化模型。分析各种拓扑优化方法,最后采取渐进优化算法(ESO)来求解拓扑优化模型。 展开更多
关键词 振动 简谐力 约束阻尼结构 动力学拓扑优化 灵敏度 共振峰值
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