国家教育部博士点基金(20120101110023)
- 作品数：5 被引量：23H指数：4
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- 基于线性鲁棒性优化的弦支结构设计及分析被引量：7
- 2014年
- 结构的鲁棒性是指结构抵抗不相称破坏的能力。目前,研究集中于框架类结构鲁棒性的评价,缺少弦支结构鲁棒性评价及设计方法。首先基于H∞理论,采用结构系统传递函数的H∞范数作为结构鲁棒性的定量评价指标。然后,采用SIMP模型描述建立了人工材料模型,以结构线性鲁棒性为优化目标,将结构鲁棒性设计转化成连续体拓扑优化,并通过粒子群算法求解。以弦支双曲球壳模型为例,通过鲁棒设计得到了鲁棒构形。最后通过作用超越静荷载,制造干扰场景,分析不同结构设计方案的非线性鲁棒性。结果表明,H∞结构鲁棒性评价指标可以反映干扰与后果是否相称,通过连续体拓扑优化进行鲁棒设计,能够有效地提高结构鲁棒性,可以为弦支结构初始概念设计提供参考。
- 叶俊高博青董石麟
- 关键词：鲁棒性鲁棒H∞控制拓扑优化
- 弦支双曲扁网壳结构的鲁棒构型分析及试验研究被引量：5
- 2013年
- 针对不良拓扑布置导致的结构鲁棒性不佳问题,以系统传递函数的H2范数为基础,建立结构鲁棒性定量评价指标和鲁棒构型求解方法。以单元相对密度为设计变量,采用变密度模型描述材料的刚度,将结构的鲁棒设计转化为连续体拓扑优化,并对大爆炸算法进行二级搜索的改进,进而求解连续体拓扑优化模型。以四点支承的弦支双曲扁网壳结构为例,分析不同荷载作用下的鲁棒构型,探索不同参数的大爆炸算法优化效果,通过静力试验和冲击试验,对优化后模型和未优化模型进行对比分析。结果表明,二级搜索的大爆炸算法可以有效地应用于弦支结构的鲁棒设计中,改进的大爆炸算法加快了收敛速度,依据鲁棒构型进行杆件布置,可显著提高结构的力学性能和抗干扰能力。
- 单艳玲叶俊高博青董石麟
- 关键词：拓扑优化
- 自由曲面索承网格结构的合理布索位置研究
- 2015年
- 为了给出自由曲面索承网格结构的合理布索位置,首先,将上部网格结构作为连续体,基于鲁棒性定量评价指标,采用改进的大爆炸算法,进行拓扑优化,获得自由曲面的鲁棒构型;其次,利用Hough变换对鲁棒构型进行检测,在布索数量确定后,提取决定布索曲线方向的参数;最后,对布索曲线上的全部节点进行试算,优化出布索曲线端点。算例表明,该方法可为复杂自由曲面索承网格结构优化出基于力学原理的合理布索方案,同时,通过与直观布索方案的对比,证明了本文求得的布索方案具有更好的力学性能,可为实际工程应用提供参考。
- 单艳玲吴慧高博青
- 关键词：自由曲面HOUGH变换
- 自由曲面形状和拓扑联合优化研究被引量：9
- 2015年
- 为了得到形状与拓扑这两大因素共同影响下的自由曲面形状和拓扑的最优解,以结构鲁棒性为优化目标,将自由曲面的形状和拓扑同时作为优化的变量,采用差分演化算法进行优化求解,实现了全局最优的曲面形状和网格拓扑.算例表明,与形状和拓扑优二者分开优化相比,优化得到的该结构鲁棒性更高,结构力学性能更优,求得的曲面形状和网格拓扑能够有效地抵抗所对应的荷载,体现结构的主要传力路径.
- 马腾赵兴忠高博青吴慧
- 关键词：鲁棒性
- 基于鲁棒性的自由曲面结构优化设计研究被引量：4
- 2014年
- 由于造型复杂、受力不明确,自由曲面的形状、拓扑难以确定,保证其安全性能难度较高。为此,以结构非线性H∞鲁棒性指标为目标,以非均匀有理B样条法的曲面控制点坐标以及划分单元的厚度为优化变量,采用差分演化算法对曲面形状进行力学微调优化,并求解自由曲面形状和材料分布联合优化设计问题,得到最优的曲面形状和拓扑构型。结果表明,差分演化算法具有较强的寻优能力,通过优化调整曲面的形状和材料分布,可大幅提高曲面的鲁棒性和刚度,改善结构的受力性能。通过六角星形穹顶结构的非线性屈曲分析,阐述了鲁棒性指标与应变能指标的联系和区别,表明鲁棒性指标能够较好地反映结构的屈曲过程、表征破坏后果,采用鲁棒性指标进行自由曲面的优化设计可以确保结构的安全性。
- 赵兴忠苗闯高博青董石麟
- 关键词：结构鲁棒性
