福建省自然科学基金(E0640010)
- 作品数：8 被引量：15H指数：2
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- 长悬臂桁架受横向集中力的拓扑优化被引量：1
- 2009年
- 用解析方法推导拓扑优化最小重量长悬臂桁架.桁架在应力约束下,自由端受横向集中力作用,桁架宽度为常数,它的节长、结点坐标、腹杆和弦杆的角度,以及所有杆的横截面尺寸均为设计变量.分析结果表明,拓扑优化桁架中的各节腹杆的位置和横截面面积相同,中间结点位于每节1/4位置.当结构长度趋于无限长时,腹杆趋于30°,60°,相对45°桁架的体积差别不大,与类桁架连续体的体积差别也很小.
- 周克民李霞方德平(英文审校)
- 关键词：拓扑优化结构优化桁架悬臂梁
- 类桁架结构的多工况应力约束拓扑优化设计被引量：1
- 2009年
- 以纤维结点处的密度和方向作为设计变量,迭代过程中将纤维方向调整到主应力方向,有效地避免单元铰接和棋盘格现象.采用三角形单元进行有限元的分析,克服矩形单元对不规则区域划分单元的局限性.采用各向异性材料模型模拟类桁架杆系结构,优化结果用纤维密度连线表示,与实际的杆系结构具有十分相似的对应关系,便于制造.通过典型的算例,证明该方法的有效性和准确性.
- 闫凯周克民
- 关键词：拓扑优化应力约束多工况
- 拓扑优化格栅在椅面设计上的应用
- 提出一种应力约束下的格栅结构的拓扑优化方法.采用正交异性增强复合材料模拟该类格栅连续体（或加肋板）,该结构由无限细无限密的梁（或肋）构成。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,优化过程采用满应力准则法,利用有限元分析,经...
- 乔惠云周克民
- 关键词：拓扑优化应力约束格栅
- 文献传递
- 基于类桁架连续体的结构拓扑优化方法与应用被引量：7
- 2007年
- 以各向异性连续体为基结构,采用类桁架连续体材料模型进行结构拓扑优化。以材料在结点位置的密度和方向作为优化设计变量,使材料在设计域内连续分布。并以此建立材料的弹性矩阵和刚度矩阵。优化过程没有抑制中间密度,这从根本上避免了许多拓扑优化方法普遍存在的单元铰接、棋盘格现象以及单元依赖性等数值不稳定问题。采用满应力准则法,借助有限元结构分析,经过少量迭代,建立优化的材料连续分布场,即类桁架连续体结构。由于首先建立的拓扑优化结构是各向异性连续体,从而得到更大优化空间。然后可以结合工程实际需要将其转化为离散的拓扑优化杆系结构。最后,以1个经典Michell桁架和3种形式的拱桥为数值算例,演示了其结构拓扑优化过程。
- 张莉周克民
- 关键词：拓扑优化有限元方法满应力法
- 基于类桁架连续体的柔性机构拓扑优化设计被引量：1
- 2008年
- 以各向异性类桁架连续体为材料模型,以材料在结点位置的密度和主轴方向作为设计变量.结点在指定方向的位移为目标函数,根据有限元分析得到的应力应变场,采用优化准则法优化材料分布形成类桁架连续体.在微机电系统中可直接用各向同性材料,还可通过引入微小间隙使各向同性材料具有方向性.因材料在设计域内是连续分布的,不需要抑制中间密度,避免了其他拓扑优化方法中普遍存在的棋盘格现象、网格依赖性以及局部极值等数值不稳定问题.提供几个算例,并和已有结果进行比较,说明了此方法的有效性.
- 赵丹周克民
- 关键词：拓扑优化有限元法
- 用三角形单元建立拓扑优化类桁架连续体被引量：1
- 2009年
- 为克服用矩形单元划分不规则区域的困难,使得结点和单元的分布可控性好,采用三角形常应变单元建立拓扑优化的类桁架连续体.以杆件在结点位置的方向和密度作为设计变量,采用优化准则法进行优化.在迭代过程中,将杆件的方向调整到主应力方向,根据主应力方向的应变调整杆件的密度.通过对单元进行局部加密,能够明显改善杆件汇交点处的拓扑优化结果.算例表明,方法是合理的、有效的.
- 闫凯周克民
- 关键词：拓扑优化应力约束
- 形成不同拉压允许应力Michell桁架的有限元方法被引量：1
- 2008年
- 提出了形成具有不同拉压允许应力材料的Michell桁架的有限元方法。采用正交异性材料模型,以结点位置杆件的密度和方向作为设计变量,由结点位置的值插值得到有限单元内部的材料性质,材料在设计域内连续分布,这样避免了单元之间材料性质的突变,因此从根本上避免了单元铰接、棋盘格现象以及单元依赖性等数值计算不稳定性问题。提出了一种基于优化准则法的迭代算法,用以形成不同拉压允许应力材料的Michell桁架。由有限元分析得到结点位置处的主应力方向作为杆件方向,根据主应力方向的应变和材料拉压允许应力调整杆件密度。最后由结点位置的杆件方向形成Michell桁架中连续分布杆件。
- 周克民
- 关键词：结构优化拓扑优化有限元方法
- 多工况应力约束下的拓扑优化格栅被引量：3
- 2009年
- 提出一种多工况应力约束下格栅结构的拓扑优化方法。优化目标结构是由无限细无限密的梁(或肋)构成的类格栅连续体(或加肋板)。采用正交异性增强复合材料模型模拟该类格栅连续体(或加肋板)的本构关系。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量。根据有限元分析结果,采用满应力准则法优化各单工况下材料分布。按照多工况下材料的方向刚度与各单工况下材料的方向刚度最大值的差值最小为原则建立多工况下梁(或肋)的拓扑优化分布。经过少量迭代就可以建立优化的材料连续分布场。最后以3个算例演示拓扑优化的过程,并给出结点处梁的密度和方向分布。
- 乔惠云周克民
- 关键词：拓扑优化多工况应力约束格栅
- 筏型地基加强梁的拓扑优化分析
- 2008年
- 对筏型基础的加强梁分布进行拓扑优化分析,提出一种应力约束下的格栅结构的拓扑优化方法。采用正交异性增强复合材料模拟该类格栅连续体(或加肋板),该结构由无限细无限密的梁(或肋)构成。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,优化过程采用满应力准则法,利用有限元分析,经过少量迭代可以建立优化的材料连续分布场。借助程序自动生成的弯矩分布图,指导加强梁或加强筋的分布与走向,成为加肋板,显著地减小板的挠度,可以在原有基础上适当减小板的厚度,节省材料。
- 乔惠云周克民
- 关键词：拓扑优化应力约束格栅加肋板筏型基础
