结构类型和拓扑修改的动力学重分析方法的研究

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1、学校代号10536学号13203040391分类号TB1密级公开专业学位硕士学位论文结构类型和拓扑修改的动力学重分析方法的研究学位申请人姓名陈享姿所在学院汽车与机械工程学院专业学位类别工程硕士专业学位领域机械工程导师姓名及职称荣见华教授何建军讲师论文提交日期二零一五年四月学校代号：10536学号：13203040391密级：公开长沙理工大学硕士学位论文结构类型和拓扑修改的动力学重分析方法的研究学位申请人姓名陈享姿导师姓名及职称荣见华教授何建军讲师所在学院汽车与机械工程学院专业学位领域机械工程论文提交日期二零一五年四月论文答

2、辩日期二零一五年五月答辩委员会主席李克安教授AResearchonDynamicReanalysisMethodsofStructureTypeandTopologicalModificationbyChenXiangziB.E.(HunanInstituteoftechnology)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinDisciplineofMechanicalengine

3、eringinChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorProfessorRongJianhuaandHeJianjunMay,2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的。研巧成果除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＂－：曰期：如牌

4、作者签名乐妾１＾月／曰ｆ学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库、。进行检索，可采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１、保密□，在＿＿年解密后适用本授权书。＿２、不保密囚。＂＂在上相应方框内打Ｖ（请）作者签名：袜蔓參曰期；义Ｖ辟知曰／：导师签名曰期：ｗｒ年知曰义麥

5、；摘要随着工程实践的快速发展和有限元技术的不断进步，结构优化设计中的重分析问题已经成为当前研究的热点，重分析的主要工作是以初始结构的分析结果为基础，充分利用原始结构和修改后结构的相关性，并通过一系列的计算方法，得到具有较高精度的修改后结构的近似计算结果。其避免了直接对新结构的反复计算，大大减少了计算成本，加速了优化过程。因此，研究快速有效的重分析方法具有十分重要的意义。本文第二章介绍了求解广义特征问题的几种常用方法，第三章针对结构修改中的结构类型变化(单个节点自由度个数变化)问题，例如板结构转变成框架结构，桁架结构转变成

6、框架结构的情况，采用扩展的CA算法，将初始结构特征向量的一阶、二阶和高阶摄动项作为缩减基向量，并结合瑞利商方法来进行计算，并通过算例的数值结果很好的验证了此方法的有效性。本文第四章研究了结构拓扑大修改的重分析方法。针对自由度增加的结构拓扑大修改中的动力学重分析问题，在动力缩聚和瑞利-里兹分析等基本重分析技术的基础上，基于结构新旧自由度之间独立的关系，提出了独立质量正交化处理的思想，并有效的结合CA算法和独立瑞利里兹分析，形成了两种高精度的动力学重分析的计算方法。通过数值仿真，由桁架、框架和板的拓扑修改的动力学重分析算例结果

7、，表明了方法的可行和高效，而且还进一步考察了方法对于考虑结构节点质量和二次修改等复杂拓扑修改情形的适应性。关键词：重分析；特征向量；瑞利商；动力缩聚；CA算法；类型修改；拓扑修改IAbstractWiththerapiddevelopmentandcontinuousprogressofengineeringpracticeandfiniteelementtechnology,thereanalysisissuesinoptimumstructuraldesignhasbecomearesearchhotspotatpre

8、sent.Basingontheanalysisresultofinitialstructure,thereanalysiscanmakeuseofthecoherenceoforiginalstructureandmodifiedstructureandthengetsanapproximateres