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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
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出版历程
  • 收稿日期:  2003-12-09
  • 刊出日期:  2004-09-25

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