留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于应变能的结构拓扑优化设计

杜海珍 荣见华 傅建林 杨振兴

杜海珍, 荣见华, 傅建林, 杨振兴. 基于应变能的结构拓扑优化设计[J]. 交通运输工程学报, 2004, 4(3): 34-37.
引用本文: 杜海珍, 荣见华, 傅建林, 杨振兴. 基于应变能的结构拓扑优化设计[J]. 交通运输工程学报, 2004, 4(3): 34-37.
DU Hai-zhen, RONG Jian-hua, FU Jian-lin, YANG Zhen-xing. Structural topology optimization design based on strain energy[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2004, 4(3): 34-37.
Citation: DU Hai-zhen, RONG Jian-hua, FU Jian-lin, YANG Zhen-xing. Structural topology optimization design based on strain energy[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2004, 4(3): 34-37.

基于应变能的结构拓扑优化设计

基金项目: 

交通部应用基础研究项目 200331982509

湖南省自然科学基金项目 01JJY2048

详细信息
    作者简介:

    杜海珍(1980-), 女, 内蒙古兴和人, 长沙理工大学硕士研究生, 从事结构优化设计研究

  • 中图分类号: U442

Structural topology optimization design based on strain energy

More Information
    Author Bio:

    DU Hai-zhen(1980-), female, graduate student, 86-731-5233623, duhaizhenss@sina

  • 摘要: 基于在优化结构边界和孔洞周围附加人工材料的思路, 结合传统渐进结构优化法和单元应变能分析, 研究了基于应变能的结构拓扑优化方法, 给出了结构拓扑优化的基本原理, 导出了具有单元增、删功能的渐进结构优化基本公式。对具有各向同性的均质材料的桥墩和桥梁结构进行了仿真设计, 结果显示结构的最大与最小应变能的差距显著减小, 其拓扑解类似于工程中出现的结构, 表明该方法的基本原理可行、有效。

     

  • 图  1  固定有限单元网格中单元分类

    Figure  1.  Element categories of fixed finite mesh domain

    图  2  桥墩结构固定网格有限元设计模型(单位: mm)

    Figure  2.  Design model of bridge pier structure with fixed finite mesh

    图  3  桥墩结构进化历程

    Figure  3.  Optimization history of bridge pier structure

    图  4  桥墩结构特性进化历程曲线

    Figure  4.  Evolution history of structural characteristics

    图  5  桥梁结构固定网格有限元设计模型(单位: m)

    Figure  5.  Design model of fixed finite mesh of bridge structure

    图  6  桥梁结构进化历程

    Figure  6.  Optimization history of bridge structure

    图  7  桥梁结构特性进化历程曲线

    Figure  7.  Evolution history of structural characteristics

    图  8  两工况下桥梁结构的进化历程

    Figure  8.  Optimization history of bridge structure under two load cases

  • [1] 袁振, 吴长春, 庄守兵. 基于杂交元和变密度法的连续体结构拓扑优化设计[J]. 中国科学技术大学学报, 2001, 31 (6): 694—699. doi: 10.3969/j.issn.0253-2778.2001.06.010

    YUAN Zhen, WU Chang-chun, ZHUANG Shou-bing. Topology optimization of continuous structure using hybrid elements and artificial material model[J]. Journal of China University of Science and Technology, 2001, 31(6): 694—699. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.0253-2778.2001.06.010
    [2] Xie Y M, Steven G P. Evolutionary Structural Optimization [M]. Berlin: Springer-Verlag, German, 1997.
    [3] Rong J H, Xie YM, Yang X Y. An improved method for evolutionary structural optimization against buckling[J]. Computers and Structures, 2001, 79(3): 253—263. doi: 10.1016/S0045-7949(00)00145-0
    [4] Xie Y M, Steven G P. A simple evolutionary procedure for structural optimization[J]. Computers and Structures, 1993, 49(5): 885—896. doi: 10.1016/0045-7949(93)90035-C
    [5] Liang Q Q, Xie YM, Steven G P. Performance-based optimization for struttie modeling of structural concrete[J]. Journal of Structural Engineering, 2002, 6(5): 815—823.
    [6] Chu D N, Xie Y M, Hirra A, et al. Evolutionary topology optimization for problem with stiffness constraints[J]. Finite Elements in Analysis and Design, 1996, 21(3): 239—251.
  • 加载中
图(8)
计量
  • 文章访问数:  364
  • HTML全文浏览量:  133
  • PDF下载量:  398
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2003-12-09
  • 刊出日期:  2004-09-25

目录

    /

    返回文章
    返回