變約束限的結構拓撲優(yōu)化方法研究及橋梁構件的仿真設計.pdf

1、本文主要研究了變約束限的結構拓撲優(yōu)化方法和進行了橋梁構件的仿真設計。 在工程實際中，強度的滿足是工程結構的基本要求，應力約束是非常重要的，不考慮它們的設計是不能付諸工程應用的。本文針對連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化設計問題，首先研究和分析了國內外在結構拓撲優(yōu)化方法的發(fā)展狀況。應力約束下的連．續(xù)體拓撲優(yōu)化，因其一個設計單元包含一個設計變量，約束數目龐大，敏度分析計算量大，優(yōu)化求解復雜。因此，本文重點開展了基于應力約束的連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化模型化

2、方法和應力靈敏度分析方法研究。通過將結構應力約束歸并為幾個最可能的有效應力約束和廣義平均應力約束，以及采用變應力限值控制拓撲變量的變化量等措施。構建了一個等效的含應力約束的連續(xù)體結構拓撲序列優(yōu)化子模型。而后導出了一套高效的應力靈敏度分析公式，極大地減少了應力靈敏度分析量。建立的單元刪除閾值和幾輪迭代循環(huán)的單元刪除策略等措施避免了應力約束的拓撲奇異優(yōu)化解現象，較好地解決了含應力約束的連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化問題。結合拉格朗日乘子法，本文先后形成