基于水平集方法的結(jié)構(gòu)應(yīng)力拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)及其數(shù)字化制造.pdf

1、結(jié)構(gòu)應(yīng)力拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)及其數(shù)字化制造在航空、航天等高科技領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。文章在現(xiàn)有拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，提出應(yīng)用水平集方法探索結(jié)構(gòu)應(yīng)力拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)問題，分別建立了應(yīng)力約束結(jié)構(gòu)的最小柔度拓?fù)鋬?yōu)化模型和以應(yīng)力為目標(biāo)函數(shù)的均勻應(yīng)力結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型。然后，將增廣雙拉格朗日乘子法與物質(zhì)導(dǎo)數(shù)相結(jié)合推導(dǎo)優(yōu)化模型的敏度公式，并利用MATLAB開發(fā)了相應(yīng)的優(yōu)化程序。最后，在完成結(jié)構(gòu)應(yīng)力拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，提出采用Delaunay三角剖分對(duì)邊界數(shù)

2、據(jù)進(jìn)行快速排序，并進(jìn)一步研究了其優(yōu)化結(jié)果的數(shù)字化制造，主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)提出采用水平集方法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)的最小柔度優(yōu)化模型中加上應(yīng)力約束條件，得到應(yīng)力約束結(jié)構(gòu)的最小柔度優(yōu)化模型，保證了優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果的強(qiáng)度要求。在此基礎(chǔ)上，提出了以應(yīng)力為目標(biāo)函數(shù)的均勻應(yīng)力結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型，使結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中問題得以緩解。
　　(2)探討使用增廣拉格朗日乘子法和松弛變量法來解決不等式約束問題的可行性，將增廣拉格朗日

3、泛函與物質(zhì)導(dǎo)數(shù)相結(jié)合，推導(dǎo)出了增廣拉格朗日泛函的敏度公式，并將所得敏度作為水平集函數(shù)的進(jìn)化速度對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。
　　(3)在三角形面片法的基礎(chǔ)上，提出基于Delaunay三角剖分的快速排序法，并利用該方法對(duì)提取的邊界數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，大大提高數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的效率。
　　(4)根據(jù)所提出的數(shù)字化制造方法，對(duì)排序后的邊界數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化編程，生成加工代碼，利用NC-Viewer軟件模擬驗(yàn)證加工過程，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的數(shù)字化加工，完