多工况线性结构稳健拓扑优化设计

付志方; 赵军鹏; 王春洁

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多工况线性结构稳健拓扑优化设计

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摘要

针对实际工程中存在的多工况、载荷不确定的情况,研究了概率方法表示载荷不确定性的多工况线性结构稳健拓扑优化设计方法.基于线弹性位移叠加原理给出了多工况、不确定性条件下结构柔度均值与方差的计算方法,并在此基础上推导了结构灵敏度公式.对于承受M个工况的二维结构,根据每个工况下的柔度均值和方差以及灵敏度信息求出其结构整体的均值、方差及灵敏度信息;而结构在单工况n个不确定载荷下的均值方差及灵敏度信息可以通过求解其在2n个确定性载荷工况下的位移求得.提出了以结构整体柔度均值和标准差的加权和最小为目标、体积约束下的稳健拓扑优化设计方法.数值算例验证了所提方法的正确性和有效性以及载荷不确定、多工况条件下优化设计结果的稳健性.该设计方法可以很方便的推广到三维结构问题.

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来源
《力学学报》 |2015年第4期|642-650|共9页
作者
付志方; 赵军鹏; 王春洁;
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作者单位

北京航空航天大学机械工程及自动化学院;

北京100191;

北京航空航天大学机械工程及自动化学院;

北京100191;

北京航空航天大学机械工程及自动化学院;

北京100191;

北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室;

北京100191;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机械设计;结构振动;
关键词
不确定性; 多工况; 拓扑优化; 概率方法; 稳健性;

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