支撐結(jié)構多目標拓撲優(yōu)化方法研究.pdf

1、文中研究的某發(fā)射裝置支撐結(jié)構的作用是承受被支撐體的所有靜、動態(tài)載荷；為俯仰運動提供支撐動力。在傳統(tǒng)的設計方法下，設計人員往往根據(jù)經(jīng)驗進行結(jié)構設計，沒有考慮結(jié)構在運行過程中載荷與約束的變化，并且為保證其安全性，設計的結(jié)構剛度、強度有較大富余，這樣浪費了材料，增加了整體重量。為了改進設計方法，得到更優(yōu)的結(jié)構形式，在綜合考慮多工況下結(jié)構剛度和提高結(jié)構固有頻率要求的基礎上進行了多目標的結(jié)構優(yōu)化設計，在確保支撐結(jié)構強度、剛度的前提下，使得結(jié)構輕量

2、化，達到減少材料用量，改善結(jié)構動力學性能，節(jié)約制造成本的目的。
　　 以某裝置的支撐結(jié)構為研究對象，首先研究了決定支撐結(jié)構形式的主要因素，分析了支撐結(jié)構的主要技術要求，給出了支撐結(jié)構的原始設計方案，為下一步的結(jié)構優(yōu)化提供了優(yōu)化模型。研究了拓撲優(yōu)化理論，在基于變密度連續(xù)體結(jié)構拓撲優(yōu)化方法的基礎上，采用折衷規(guī)劃法研究多工況下多目標優(yōu)化函數(shù)問題。建立了支撐結(jié)構的拓撲優(yōu)化模型，并利用分析層級法確定了各子目標的權重，利用HyperWork

3、s軟件平臺研究了多工況下結(jié)構材料的最優(yōu)布局和結(jié)構固有頻率最大化的多目標拓撲優(yōu)化問題。進行了結(jié)構多目標拓撲優(yōu)化，得到了材料的優(yōu)化布局概念模型。對拓撲優(yōu)化得到的概念模型進行了重構，對重構的新模型進行了基于有限元法的靜、動態(tài)分析，驗證了拓撲優(yōu)化結(jié)果的可行性。
　　 通過以上研究，論文給出了結(jié)構拓撲優(yōu)化數(shù)學模型和多目標處理方法數(shù)學模型，探討了進行結(jié)構多目標拓撲優(yōu)化的一般方法和步驟，得到了更優(yōu)的結(jié)構形式。其方法對于大型結(jié)構件的優(yōu)化設計可提