基于變密度法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)能夠在確定的載荷及約束條件下，尋找到使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)最優(yōu)化的材料密度分布，使整個(gè)結(jié)構(gòu)的布局更加科學(xué)、合理，從而帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 本文分析了拓?fù)鋬?yōu)化領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，針對(duì)當(dāng)前研究工作中存在的不足，在連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題建模方法、優(yōu)化求解算法以及拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的應(yīng)用等方面進(jìn)行了深入研究。
　　 首先，針對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題數(shù)值求解算法收斂速度慢的問(wèn)題，采用變密度法中的SIMP(Solid Isotrop

2、ic Microstructures with Penalization)模型建模，提出了基于雙點(diǎn)迭代的牛頓準(zhǔn)則法(Double-point Iteration for Newton Optimization Criteria，DINTOC)。通過(guò)幾個(gè)二維和三維結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)例測(cè)試，驗(yàn)證了本文所提出的方法在提升算法收斂速度的同時(shí)提高了解的質(zhì)量。
　　 其次，針對(duì)設(shè)計(jì)變量迭代格式中移動(dòng)極限對(duì)算法收斂速度的影響，提出了一種移動(dòng)極限自

3、適應(yīng)調(diào)整機(jī)制。通過(guò)實(shí)例測(cè)試結(jié)果的對(duì)比分析，證明了本文所使用方法的高效性。
　　 再次，研究了多工況下二維及三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題，構(gòu)建了基于DINTOC 方法的多工況問(wèn)題求解流程，通過(guò)將其應(yīng)用于幾個(gè)二維和三維多工況拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題的求解，驗(yàn)證了本方法解決多工況連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題的有效性。
　　 最后，利用MATLAB 軟件開(kāi)發(fā)了本文關(guān)于連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的理論和技術(shù)予以支撐的原型系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)例對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。