西北工业大学机电学院中法并行工程联合实验室
- 作品数：40 被引量：460H指数：11
- 相关作者：杨军刚田军高彤徐碧娥刘洪权更多>>
- 相关机构：南昌航空工业学院航空与机械工程学院中国工程物理研究院结构力学研究所南昌航空大学航空与机械工程学院更多>>
- 发文基金：中国航空科学基金中国博士后科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术金属学及工艺理学一般工业技术更多>>
- 基于数值模拟的形状优化方法在冒口设计中的应用被引量：6
- 2004年
- 基于数值模拟结果将结构优化领域中的形状优化方法应用于浇冒口的设计过程,建立设计、分析和优化的集成系统。针对铸造工艺建立了优化模型,并给出设计变量的灵敏度分析公式,首次利用全局收敛法(GCM)自动获取优化过程的搜索方向和搜索步长。最后给出一个冒口优化设计的算例,证明该优化模型和算法的可靠性,在保证铸件质量的同时达到了材料损耗最小的目的,实现了浇冒口系统参数的自动化设计。
- 张丹张卫红李付国
- 自动化技术在飞机活动翼面结构方案论证中的应用被引量：1
- 2003年
- 为了探讨飞机活动翼面结构布局方法 ,并提供一种基于现代集成设计技术的、具有良好操作性的、用于结构方案论证时的新方法 ,本文采用模块化策略和几种手段相结合的思想作为技术途径 ,具体表现为将CAD、CAE和结构拓扑优化组合使用 ,以UG作为CAD几何造型平台 ,以ANSYS作为CAE建模平台 ,利用作者提出的敏度阀值概念和约束补偿措施构造出一种拓扑优化新算法。以实际飞机型号作为算例 ,优化结果与真实的结构布局形式相比较 ,能够指出传统设计的不足之处 ,这既验证了本文建立的物理模型的合理性 ,又考核了该优化算法的有效性 ,同时 ,也说明了本文提出的“结构布局方法”具有一定的实用性。最后 ,从该方法的良好操作性可以预示出它对未来飞机活动翼面结构设计 。
- 邓扬晨张卫红俞炀章怡宁
- 关键词：飞机自动化技术拓扑优化CADCAE
- 改型设计中飞机普通框一种设计方法被引量：4
- 2004年
- 为了能够合理地降低飞机结构重量系数 ,针对飞机改进设计 ,以普通框为研究目标 ,通过对“敏度阈值”的改进 ,提出“敏度变阈值”概念 ,并与“约束补偿”策略结合而形成拓扑优化算法 ,来用于普通框的轻量化设计。以某一轻型小飞机的后段一普通框为例 ,拓扑优化结果表明 :(1)等材料设计时 ,刚度提高 4 0 % ;(2 )等刚度设计时 ,材料用量减少 30 %。由此可以得出 :(1)基于“敏度变阈值”的拓扑优化算法用于飞机普通框改进设计 ,是可行和有效的 ;(2 )给出了一种具有可操作性的设计方法 ,用以实现框结构“等刚度”的设计思想 ;(3)所给出的方法易于飞机结构设计人员接受与掌握 ,并且方便地用于将来的框结构改进设计之中。
- 邓扬晨熊严张卫红章怡宁
- 关键词：飞机结构改型设计拓扑优化阈值
- 飞机翼面结构布局综合设计方法研究被引量：12
- 2004年
- 为了探讨飞机翼面结构主要纵横骨架的最佳布局问题 ,并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的飞机结构设计方法 ,本文采用分级优化与集成的策略 ,该策略分为 3个层次。第一个层次为拓扑优化 ,并由此确定纵向骨架的个数与位置的最优布局 ;第二个层次为尺寸优化 ,它用来确定翼面的中间参数 ;第三个层次为稳定性准则优化 ,它确定横向骨架的个数与位置的最优布局。在分级优化的 3个层次中 ,拓扑优化是独立的 ,尺寸优化与稳定性准则优化是相互耦合的。以国外某飞机机翼为例 ,结果表明本文提出分级优化的思路与所采用的集成方法是可行的 ,并且具有很好的数值效果。作者认为 :它对从事飞机结构设计的人员有一定的指导性和参考价值 ,值得在飞机设计部门推广应用。最后 ,总结给出
- 邓扬晨詹光高彤章怡宁
- 关键词：文采飞机翼面飞机结构飞机设计
- 基于单元材料属性更改的结构渐进拓扑优化方法被引量：26
- 2006年
- 提出了一种基于单元材料特性更改的结构渐进拓扑优化方法,通过定义设计区域内单元的存在状态为设计变量,以结构的材料用量为约束条件,实现了线弹性结构拓扑优化设计。该方法采用承载能力很弱的各向同性实体单元(弹性模量和密度均很小)代替结构实体单元,实现单元的拓扑变化,即单元的删除是将实体单元改变为弹性模量和密度很小的单元。单元删除取决于由灵敏度分析得到的每个单元对结构性能的贡献。同时结合了灵敏度再分配技术控制棋盘格式,使各单元对结构性能的贡献或影响因子实现平滑过渡。算例表明,本文的单元材料特性更改的结构渐近拓扑优化方法与灵敏度再分配棋盘格式控制技术相结合的方法,可以得到边界清晰、结构合理的拓扑优化构形。
- 郭中泽陈裕泽张卫红梅军
- 关键词：拓扑优化
- 拓扑优化设计中刚度与密度关系的一种力学模型被引量：5
- 2004年
- 为了探讨变密度法中伪密度的变化对材料刚度的影响,并建立两者之间的力学关系,本文采用有限元法研究这一问题。提出利用"实心"与"空心"两种八节点体单元来构建"微元体"模型,通过各种比例的"实心"和"空心"体单元的均匀组合,来模拟伪密度数值的变化过程。理论分析与推导表明:确定"微元体"的刚度时,本模型不仅与加载和约束形式无关,而且与"微元体"的形状亦无关。通过数值试验,可以给出这种模型的刚度与伪密度的离散数值关系;最后,利用幂指函数获得其解析关系。计算结果发现一个十分有趣的现象:刚度与伪密度不遵循人为给出的幂函数关系。
- 邓扬晨张卫红刘晓欧章怡宁
- 关键词：变密度法有限元建模幂指函数计算结构力学结构拓扑优化
- 从机翼薄壁盒结构设计中引出的问题被引量：6
- 2004年
- 以结构稳定性作为切入点,利用多格薄壁盒来模拟机翼结构的主要承力部分,能够既保留问题实质又降低复杂性.模型曲线形状表明:该优化问题为非凸不连续,具有多个局部最优解;优化结果指出: (1)替换材料, (2)增减载荷大小, (3)改变几何参数,最优结构拓扑形式均要发生变化.因此,无论从学术研究还是工程应用,基于稳定性约束的机翼结构优化均是一个值得研究的内容.
- 邓扬晨张卫红朱继宏章怡宁
- 关键词：模拟机机翼结构学术研究
- 纤维增强复合材料层板的材料/结构一体化设计
- 本文提出一种兼顾材料组分设计与结构几何优化的复合材料层板全局最优设计方法.根据复合材料细观力学建立单层性能与纤维组分之间的宏/细观表征关系,基于有限元分析,运用遗传算法实现层板的材料/结构一体化轻量设计.层板优化实例验证...
- 张二亮张卫红
- 关键词：复合材料层板遗传算法有限元分析纤维增强
- 文献传递
- 材料界面运动的快速稳健的Level Set方法研究
- 2007年
- Level Set方法是用于描述曲线或曲面演化过程的有效方法。自Osher和Setian提出Level Set方法以来。该方法已经在医学图像处理、自然现象的模拟仿真以及计算机视觉、拓扑优化工程等很多领域都得到了广泛的应用。Level Set方法区别于其它曲线演化方法的最大优势在于它的稳定性以及拓扑无关性,可以很好地处理界面的断裂与融合,但它最大的一个缺点就是其计算量太大。为此,本文给出了一种用于描述材料界面演化的窄带Level Set方法,将计算限制在当前界面的一个邻近区域内,从而大大地降低了计算工作量。通过实际算例对比,验证了本文方法的高效性与稳健性。
- 王振海杨彬汪海滨
- 关键词：LEVELSET窄带
- 多相多孔材料/结构的集成优化设计被引量：3
- 2009年
- 采用均匀化方法,以宏观结构柔顺度为优化目标,开展了多相多孔材料/结构的集成优化设计。借鉴仿生思想,提出两尺度材料/结构构成模型,归纳出微结构精细设计的选择判据。结合伪密度法和周长控制消除了多相材料分布的棋盘格。采用分层优化方法并结合算例研究了实体材料模量相对比值、材料组分变化对优化结果的影响。计算结果说明所提出的结构构成模型能有效地应用于多相多孔材料/结构的优化设计,为新型多功能材料/结构的设计拓宽了思路。
- 孙士平秦国华张卫红
- 关键词：拓扑多孔材料微结构均匀化方法
