导读:本文包含了变密度法论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:拓扑,密度,结构,静力学,加工,模态,阻尼。
变密度法论文文献综述
孙伦业,陈浩,王晖,付志波[1]（2019）在《基于变密度法的电解加工机床结构优化设计》一文中研究指出为了提高复杂型面/型腔零件电解加工的精度和质量,开展了可实现直线和旋转复合进给运动的卧式电解加工机床的优化设计工作。使用UG软件对卧式机床进行叁维建模,并将简化后的机床模型导入ANSYS Workbench软件中进行静力学分析,依据变形分布云图和应力分布云图分析机床结构刚度;对运动台结构进行模态分析,确定前6阶固有频率和振型,并采用变密度拓扑优化方法进行优化设计;最后,在考虑结构工艺性的基础上进行了结构再设计,实现了机床的轻量化设计目标。所研制出的电解加工机床具有足够的刚度和稳定性,可以满足实际加工的要求。研究结果对电解加工机床的设计应用具有一定的参考价值。(本文来源于《河北科技大学学报》期刊2019年05期）
赵东伟,王正超,尹怀仙[2]（2019）在《基于变密度法的城市客车车架拓扑优化设计》一文中研究指出应用ANSYS分析某混合动力城市客车车架的典型工况强度,并基于变密度法拓扑优化理论建立车架的拓扑优化模型,以提高车架强度和实现车架轻量化设计。(本文来源于《客车技术与研究》期刊2019年04期）
冯佳宾[3]（2019）在《变密度法在连续体与点阵材料拓扑优化中的应用研究》一文中研究指出结构拓扑优化是一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标,在给定的区域内对材料分布进行优化的方法,其在航空航天、汽车车身设计、建筑等领域有着广泛的应用。变密度法由于其形式简单易行,是结构拓扑优化中应用最为广泛的方法之一。本文对变密度法在连续体拓扑优化和点阵材料多尺度优化中的应用分别进行了研究,主要研究工作如下:首先,研究了变密度法在连续体结构拓扑优化中的改进与应用。变密度法相比于其他拓扑优化方法,容易出现数值不稳定的问题,如网格依赖性和棋盘格现象。虽然通过敏度过滤方法可以使该问题得到解决,但这些方法应用于复杂网格模型时仍然存在一定的困难。本文针对以上方法的不足,提出了敏度过滤算法的改进策略,可有效解决变密度法在复杂网格模型中的数值不稳定现象。基于此改进方法,设计并开发了拓扑优化原型系统,利用该系统对一些复杂模型进行优化,取得了较好的结果。其次,研究了变密度法在点阵材料多尺度优化中的应用。目前,点阵材料拓扑优化方法大多存在设计空间小的问题,难以使点阵材料的结构性能相较于同样体积约束的连续体最优拓扑结构有较大提升,甚至在微结构种类较少的情况下,其结构刚度相比连续体还要低。本文提出的点阵材料多尺度优化方法,在宏观和微观两尺度上均使用变密度法,且每个宏观单元对应的微结构都相互独立地进行优化,充分扩大了点阵材料设计空间,可进一步提升点阵材料结构性能,一些计算实例验证了该方法的可行性和有效性。最后,研究并实现了基于变密度法的点阵材料分布式并行优化算法。点阵材料多尺度优化存在的一个主要难题在于其高昂的计算成本。本文针对此问题,利用并行计算和云计算技术,提出并实现了一种基于SPARK框架的点阵材料分布式并行优化算法。该算法通过对点阵材料的微结构进行分布式优化,有效提升了点阵材料的优化效率。测试结果表明该算法可使优化速度随着集群规模的增长接近线性增长,为点阵材料多尺度优化算法应用于实际工程问题提供了有力支撑。文章结尾对本文的研究工作做了简要总结,对未来的研究工作进行了展望。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-05-01）
曲洪一,王秋良,王耀辉,秦朗[4]（2019）在《基于材料变密度法的MRI匀场线圈设计》一文中研究指出核磁共振成像系统磁场的均匀度对成像的质量起着决定性作用,采用匀场线圈抵消磁场球谐波分量是提高磁场均匀度的有效手段。采用材料变密度法设计了一阶轴向匀场线圈,首先将设计区域划分为足量的网格,网格的材料密度作为设计变量,利用有限元法组装电导矩阵,求解设计区域的电流分布,建立了材料密度分布与磁场的关系。其次,将磁场均匀度作为优化目标,采用优化准则法对密度变量进行优化,得到了满足约束条件的最优解。最后,利用流函数方法将材料分布离散为导线,得到了线圈的拓扑结构。相比于室温有源匀场线圈设计常用的解析法,变密度法能够有效地利用材料,充分发挥材料特性,可设计出更高性能匀场线圈。(本文来源于《电工电能新技术》期刊2019年05期）
林瑞,匡兵,周峰,李德玺,史云鹏[5]（2018）在《基于变密度法的发动机支架性能优化》一文中研究指出针对某汽车发动机支架的性能优化设计问题,基于变密度法进行拓扑优化设计。通过建立动力总成悬置系统力学模型,计算扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况的悬置载荷,并采用有限元法对发动机支架进行强度和刚度性能分析。根据分析结果,以发动机支架的单元相对密度为变量,质量分数为约束,加权柔顺度最小为目标,建立了发动机支架的多工况拓扑优化数学模型。结合零件的应力分布和加工工艺要求,在保持质量不变的条件下,根据拓扑优化结构对发动机支架进行了重构。优化前后的对比结果表明,重构的发动机支架的强度、刚度和模态性能均有了明显的改善。(本文来源于《组合机床与自动化加工技术》期刊2018年11期）
李志杰,张金,朱剑,曾李文[6]（2018）在《基于变密度法的动载结构梁拓扑优化设计》一文中研究指出自动化流水线中吊臂搬运是比较常见的一种运输形式,吊臂导轨的承重梁在运输货物时承受垂直向下且位置随时间周期性变化的重力作用,造成周期性变化的形变。此形变对整个装置的稳定性、安全性和寿命具有重大影响。对承重梁在运输货物时受力进行分析,以位置变化的动载作为约束,建立基于变密度法的拓扑优化数学模型;引入通用性强的优化准则,采用以卷积方程为基础的过滤器,消除由于棋盘格和网络依赖所造成的不确定性;借用MATLAB建立相应的数学模型进行拓扑优化,根据优化结果建立相应的叁维模型,将模型导入ANAYS进行静力变形分析;将试验数据与仿真结果进行对比,验证了仿真结果的可信度和拓扑优化方法的可行性。最终设计在屋顶窗吊装搬运装置中应用效果良好,为此类承重梁结构设计提供了参考。(本文来源于《机床与液压》期刊2018年17期）
李英磊,曹宗杰[7]（2018）在《基于变密度法的某飞机隔框结构拓扑优化》一文中研究指出针对航空器设计过程中的结构轻量化需求,设计出具有良好性能的航空结构尤为重要。为实现飞机隔框结构的减重目标,提出了一种基于变密度法的拓扑优化方法。该优化方法利用拉格朗日函数推导了变密度拓扑优化方法,假设构成结构的材料密度与材料的某一个或几个物理参数存在函数关系,计算出各有限元结构对密度的相关程度,按照材料密度相关程度对各单元体密度取值以完成对隔框结构的拓扑处理。拓扑仿真实验中,以某型国产飞机框结构为例,进行某型国产飞机普通隔框的叁维建模,对隔框结构模型进行拓扑优化设计分析,实现了载荷位置和载荷形式不变条件下,结构最佳分布形式和结构减重近40%的理论结果,根据拓扑优化结构作出具体分析,并总结了拓扑优化的材料分布规律。(本文来源于《计算机应用》期刊2018年S1期）
夏自强[8]（2018）在《粘弹性阻尼结构变密度法动力学拓扑优化研究》一文中研究指出粘弹性材料具备良好的能量损耗特性,因此被广泛应用于工程结构中充当减振材料。阻尼结构减振的最终性能包含两个主要组成部分,由设计实践的角度来看,需要考虑阻尼结构形式、材料敷设方案以及材料体积用量等关键因素的综合作用,由理论计算的角度出发,则面临如何解决优化设计中非凸目标函数带来的计算难题。针对上述问题,本文针对粘弹性材料阻尼结构的结构拓扑优化问题展开一系列研究,完成的主要工作如下:(1)引入位移连续性,推导了约束阻尼结构的本构关系及能量关系,针对约束阻尼结构基于模态应变能法建立有限元模型,并结合经典算例验证了所提出的有限元模型的可靠性。以模态损耗因子作为减振性能指标,进一步分析阻尼材料层厚、敷设位置和体积用量等模型参数对模态损耗因子的影响,结果表明:阻尼结构的各层材料厚度比是影响其减振性能的重要因素,合理的材料敷设位置和材料体积配置能够获得理想的减振效果。(2)将多模态损耗因子倒数加权和作为目标函数,并推导了其关于设计变量的灵敏度表达形式,基于变密度法构建了阻尼结构的拓扑优化模型。基于序列凸规划思想对常规优化准则法进行改进,赋予非凸目标函数严格的数学凸性。改进后的优化准则法消除了负灵敏度对迭代计算的不利影响,使算法求取全局最优解的能力。提出负灵敏度占比和体积收敛度的概念,分别对自由阻尼结构和约束阻尼结构进行减振优化,结果表明:改进的优化准则法保证了全局内所有单元均参与优化且包含中间密度值的单元更少,优化效率有所提升。(3)分别针对经典的SIMP和RAMP密度惩罚函数推导灵敏度表达式,基于改进的优化准则法结合SIMP和RAMP对约束阻尼结构前叁阶单模态减振优化,验证了改进优化准则法结合经典罚函数用于减振优化的可行性。为弥补SIMP及RAMP存在的不足,基于Logistic函数构造了一种可以对单元密度范围进行选择性惩罚的插值函数,最后分析对比叁种惩罚函数对约束阻尼结构前叁阶多模态复合优化减振效果。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2018-06-01）
胡胜[9]（2018）在《基于变密度法的流体拓扑优化方法及实验研究》一文中研究指出流体拓扑优化是近年来优化领域的研究热点,国内目前仍处于起步发展阶段,现有研究大部分针对简单的流道结构设计,而针对复杂工程问题同时开展流体拓扑优化设计方法和实验对比研究非常少。因此,建立可靠的流体拓扑优化数学模型对实际工程问题进行拓扑优化设计并进行实验研究,就显得尤为重要。多边形网格法突破了传统网格划分方法在流体拓扑优化过程中不易对复杂流道结构划分网格的难题,具有对结构网格依赖性较小,几何形状适应性强和计算精度高等优点。因此,本文基于变密度法对有限元法和多边形网格法流体拓扑优化进行了研究,并通过实验对比验证了多边形网格法对流体拓扑优化问题的可行性和优越性。主要研究内容包括:(1)利用FEM法、EFG法和多边形网格法对不可压缩流体定常流动问题的控制方程进行了离散,并编写计算程序完成了算例的流场分析和对比验证,结果表明多边形网格法与EFG法、FEM法流场结果吻合较好,但相比于EFG法需要两套节点来处理压力震荡问题,多边形网格法只需要一套网格就能得到相同精度的计算结果。(2)基于变密度法中的材料属性理性近似模型(RAMP),选择最小能量耗散作为流体拓扑优化的目标函数,建立了流道结构流体拓扑优化的有限元法数学模型,对流道结构进行了流体拓扑优化设计,使流道结构在满足指定边界和约束条件下达到目标函数性能最优。对比分析了体积分数、雷诺数及设计变量插值函数参数q对流道最优拓扑结构的影响规律,进一步讨论了以上参数对目标函数的影响,给出了以上参数的合理取值范围。(3)选择多边形单元的相对密度作为设计变量,以最小能量耗散为目标函数,建立了基于变密度法的流体拓扑优化多边形网格法数学模型,通过编写程序对几个算例进行了流体拓扑优化设计,验证了所建立的流体拓扑优化多边形网格法模型的正确性,并通过对比分析表明惩罚因子、进口流速以及体积分数对流道的最优拓扑结构影响较大,包括流道的走向、分叉或合流等;特别是当进口流速在一定范围内增大到某一值时,体积分数对流道结构的影响将变为次要影响因素,此时即使增大体积分数,流道的拓扑结构基本不变;同时,通过选择合适的惩罚因子可得到清晰的流道拓扑边界。(4)基于流体拓扑优化结果,利用3D打印技术制作了优化后的流道结构,并通过实验测试对比分析了不同参数下优化后的流道结构与非优化流道结构的进出口流场特性,结果表明拓扑优化后流道结构的流场性能参数要优于非优化流道结构的性能参数,从而验证了流体拓扑优化模型和方法的可靠性和正确性。本文基于变密度法,并结合有限元法和多边形网格法对流体拓扑优化问题进行了研究,建立了相应的流体拓扑优化数学模型并结合实验测试对多个实际算例进行了对比分析和讨论,得到了流体拓扑优化方法在流道设计过程中一些重要参数的选择范围,结果表明基于变密度法的多边形网格法流体拓扑优化具有更好的适用性和优越性,具有较好的理论研究及工程应用价值。(本文来源于《湘潭大学》期刊2018-05-28）
许小奎[10]（2018）在《基于密度—体积插值的变密度法及在液压机横梁设计中的应用》一文中研究指出连续体结构拓扑优化是目前结构优化领域研究的热点和难点问题之一。与尺寸和形状优化方法比较,拓扑优化以结构的材料分配为研究对象,可从根本上指导结构布局设计,因而能够获得更加明显的效益。针对大中型液压机横梁这类大尺寸、高重量复杂结构进行拓扑优化研究具有重要的工程实际意义。本文对变密度拓扑优化方法的材料插值模型进行了研究,提出了一种密度-体积插值模型。该模型的原理是通过构造相对密度与体积之间的惩罚关系,进而实现对中间密度的惩罚。通过两相复合材料特性的Hashin-Shtrikman模量边界,确定了在将密度-体积插值模型表示为由实体与孔洞组成的复合材料时,其惩罚因子的取值范围。优化算例表明,密度-体积插值模型可以得到比密度-刚度插值模型更显着的惩罚效果。基于密度-体积插值模型,建立了多位移约束条件下结构体积最小化问题的拓扑优化数学模型。依据Kuhn-Tucker最优化条件推导了最优化准则法的求解过程,通过对位移约束条件的线性近似处理,得到了多位移约束问题中Lagrange乘子的求解方法。针对拓扑优化过程中的数值不稳定问题及灰度单元问题,提出了两种新的抑制策略。一种是通过对敏度过滤技术与灰度抑制技术的综合,构造了一种基于对比度增强的灰度单元抑制方法,通过在迭代中引入对比度增强算子驱动中间密度向两级分化,将其与敏度过滤相结合,从而实现了对数值不稳定问题及灰度单元的抑制;另一种是基于十字模板的新型双边滤波方法,该方法以十字形过滤模板为基础,在灰度权重函数的设置中考虑了十字模板分支上单元的平均密度,并对灰度权重函数的参数设置采用了连续化变化的方法。两种策略的有效性均得到了数值算例的验证。在上述研究的基础上,利用MSC.MARC有限元分析平台开发了位移约束条件下重量最小化问题的结构拓扑优化设计系统。应用该系统对某30MN液压机上横梁进行结构优化设计,其结果较原设计的传统结构重量降低了29.8%,不仅实现了横梁结构的轻量化,而且得到了一种新颖的横梁结构。缩比实验结果表明,该结构的应力分布更加均匀,刚度和强度指标均满足设计要求。(本文来源于《燕山大学》期刊2018-05-01）
变密度法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
应用ANSYS分析某混合动力城市客车车架的典型工况强度,并基于变密度法拓扑优化理论建立车架的拓扑优化模型,以提高车架强度和实现车架轻量化设计。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
变密度法论文参考文献
[1].孙伦业,陈浩,王晖,付志波.基于变密度法的电解加工机床结构优化设计[J].河北科技大学学报.2019
[2].赵东伟,王正超,尹怀仙.基于变密度法的城市客车车架拓扑优化设计[J].客车技术与研究.2019
[3].冯佳宾.变密度法在连续体与点阵材料拓扑优化中的应用研究[D].华中科技大学.2019
[4].曲洪一,王秋良,王耀辉,秦朗.基于材料变密度法的MRI匀场线圈设计[J].电工电能新技术.2019
[5].林瑞,匡兵,周峰,李德玺,史云鹏.基于变密度法的发动机支架性能优化[J].组合机床与自动化加工技术.2018
[6].李志杰,张金,朱剑,曾李文.基于变密度法的动载结构梁拓扑优化设计[J].机床与液压.2018
[7].李英磊,曹宗杰.基于变密度法的某飞机隔框结构拓扑优化[J].计算机应用.2018
[8].夏自强.粘弹性阻尼结构变密度法动力学拓扑优化研究[D].南昌航空大学.2018
[9].胡胜.基于变密度法的流体拓扑优化方法及实验研究[D].湘潭大学.2018
[10].许小奎.基于密度—体积插值的变密度法及在液压机横梁设计中的应用[D].燕山大学.2018
论文知识图
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