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《考虑位移要求的大型三维连续体结构拓扑优化数值技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第24卷第3期Vol.24No.3工程力学2007年3月Mar.2007ENGINEERINGMECHANICS20文章编号：1000-4750(2007)03-0020-08考虑位移要求的大型三维连续体结构拓扑优化数值技术研究*1,2132荣见华，唐国金，罗银燕，杨端生(1.国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073；2.长沙理工大学汽车与机械工程学院,湖南长沙410076；3.长沙职工大学,湖南长沙410015)摘要：大型复杂三维结构拓扑优化设计既具有理论意义,又具有重要的应用价值。基于等效转换的非奇异的结构优化模型,研究结构位移要求的最小结构重量设计问题
2、。首先,介绍了位移约束的三维结构优化准则和公式。而后,为了提高拥有数万个单元以上的三维结构的计算效率,结合结构位移计算的迭代方法,在分析用于结构特性参数计算模型的基础上,建立了一套三维结构拓扑优化的求解策略和算法。最后,给出了几个典型和复杂的三维结构的拓扑优化设计算例。算例表明求解策略和算法是正确和有效的,且具有广泛的工程应用前景。关键词：工程力学；结构优化；结构拓扑优化；三维结构优化；数值方法中图分类号：O33文献标识码：AARESEARCHONTHENUMERICALTOPOLOGYOPTIMIZATIONTECHNOLOGYOFLARGETHREE-DIMENSI
3、ONALCONTINUUMSTRUCTURESCONSIDERINGDISPLACEMENTREQUIREMENTS*1,2132RONGJian-hua,TANGGuo-jin,LUOYin-yan,YANGDuan-sheng(1.CollegeofAirspaceandMaterialEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China;2.CollegeofAutomobileandMechatronicEngineering,ChangshaUniversityofScie
4、nce&Technology,Changsha410076,China;3.ChangshaProfessional-TechnologyUniversity,Changsha410015,China)Abstract:Thetopologyoptimizationoflargeandcomplexstructuresisimportantintheoryandapplication.Basedontheideathatfiniteelementswithartificialmaterialpropertyareinsertedaroundthecavitiesandb
5、oundariesofthestructuretoapproximatelytransformthesingulartopologyoptimizationmodelintoanon-singularone,thispaperhasmadearesearchonthetopologyoptimizationproblemoflargethree-dimensionalcontinuumstructuresconsideringdisplacementrequirements.First,acriterionandasetofformulasofthree-dimensi
6、onalstructureswithdisplacementconstraintsareintroduced.Then,inordertosolvecalculationefficiencyproblemoflargestructureswithmorethantenthousanddegreesoffreedom,astrategyanditsalgorithmofthree-dimensionalstructuraltopologyoptimizationdesignsareproposedbasedonanalyzingthecomputationmodelofs
7、tructuralpropertiesandcombiningwiththeiterationmethodofstructuraldisplacementcalculations.Finally,severalexamplesoftypicalandcomplexthree-dimensionalstructuraltopologydesignsare———————————————收稿日期：2005-08-01；修改日期：2006-02-26基金项目：国家自然科学基金项目(10472016)；交通部应用基础研究项目(20033198250
