导读:本文包含了结构优化设计理论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,理论,结构,优化设计,孙子兵法,弹性模量,结构优化。
结构优化设计理论论文文献综述
白雪,侯思微[1]（2019）在《船体结构设计最优化理论经典算法分析》一文中研究指出针对无约束优化问题经典算法,着重采用最速下降法和阻尼牛顿法进行比对,以求解所述的无约束问题。结果表明,采用阻尼牛顿法较最速下降法具有更快的收敛速度,但阻尼牛顿法不能保证收敛性,必须保证合适的初始设置才可以得到正确的结果。(本文来源于《机电设备》期刊2019年05期）
刘畅[2]（2019）在《新颖结构与结构化材料优化设计的理论与方法研究》一文中研究指出具有周期/准周期单胞分布特性的点阵/多孔结构具有轻质量、高强度、大比刚度等力学特性,并往往具备特异的光学、热学、声学特性,在超轻质材料、声学/光学非互易传输装置,声学/光学隐身罩,声/热/光能量收集设备等新兴应用领域具有广泛的应用前景。目前学界统称这些具有微观结构并具有某种或某几种超常性质的材料/结构为超材料/结构。对于超材料/结构中的材料分布,工程应用中普遍还是采用经验式的设计,设计流程长且没有理论指导,因此有必要研究更先进的超材料/结构设计方法。此外,近年来随着增材制造等新兴制造技术的飞速发展,对于具有复杂几何细节结构的制造能力大大增强,使得上述超材料/结构的实际生产制造成为可能,同时也提出了新的制造约束。而增材制造相对昂贵的材料费用以及业界日益苛刻的轻量化需求,使得考虑可制造性的点阵/多孔结构优化设计成为目前的研究热点。为了最大程度的利用给定材料并满足制造性约束,对于结构不同部位,需给出具有真实尺寸的不同形式的微结构设计,这与传统的基于严格尺度分离假设及全局周期性假设的渐进均匀化方法相矛盾。新型制造技术的发展带来了新型的多尺度结构,为了满足新型结构/材料的设计需求,必须发展新的设计方法。因此,本文分别针对基于声学超材料的新型特异功能声学结构/装置和考虑可制造性需求的新型结构拓扑优化算法展开研究。具体研究内容如下:1.提出了一种具有非互易传输特性的新颖声波/弹性波传输装置理论模型。通过分析以往声学二级管模型的优缺点,凝练出了实现声学非互易传输的必要条件。从理论上证明了弱非线性声子晶体幅值依赖的带隙特性,进一步提出了基于弱非线性声子晶体和不对称线性结构的新型声学二极管模型。通过数值算例验证了模型的有效性,证明了新型声学二极管具有严格非互易,高正向能量通过率,不改变入射波频率等优点。2.发展了一种基于渐进均匀化理论的可打印微结构高效分区设计方法。通过引入分区策略,将设计区域划分为若干含周期微结构的子区域及子区域间的过渡区域。在各子区域内利用渐进均匀化技术得到近似等效材料属性,进而划分有限单元并通过四叉树技术与过渡区域单元连接。以各子区域内微观单胞材料分布及过渡区域内单元密度为设计变量,在各向同性实体材料罚函数法(SIMP)拓扑优化框架下给出了优化列式并严格推导了灵敏度。通过数值算例验证了本方法的有效性和准确性,相对传统严格尺度分离的均匀化方法,此方法可得到具有真实尺寸并可光滑连接的微观结构,相对基于变量连接的全结构整体求解算法,本方法具有较高的效率。3.构造了一种基于显式拓扑优化方法的空间渐变点阵填充结构优化设计方法。提出了一种空间渐变结构的解析构造方法。基于可移动变形组件/孔洞(MMC/MMV)显式结构拓扑优化框架与空间坐标摄动技术,仅仅引入几个参数,即可实现空间周期结构向空间渐变结构的转变。给出了显式拓扑优化框架下空间渐变填充结构的优化列式和灵敏度。数值算例表明,只需很少设计变量,本方法即可得到空间上连续变化的具有优异力学性能的填充结构。4.提出了一种基于高效显式拓扑优化算法的宏/介观一体化渐变点阵填充结构设计方法。首次将可移动变形组件法(MMC)与可移动变形孔洞法(MMV)结合起来,利用可移动变形孔洞参数化描述增材制造中宏观的蒙皮结构,利用可变形组件结合前期提出的空间坐标摄动技术参数化描述增材制造中介观的填充结构。在统一的显式框架下同时实现宏观蒙皮结构和介观填充结构的优化设计,给出了统一的优化列式和灵敏度分析结果。针对增材制造中具有精细几何细节的蒙皮多孔填充结构,进一步引入多分辨率方法与拓扑描述函数及灵敏度局域化生成技术,以减少优化过程中的计算量。5.建立了一种基于多分辨率技术的高效率显式拓扑优化方法。利用可移动变形组件法(MMC)中分析模型与优化模型完全解耦的优势,发展了一种可用于高分辨率大规模拓扑优化问题求解的高效算法,以适应面向增材制造结构优化设计中庞大的计算量。相对传统算法,本方法分析自由度和设计变量数目同时得到了呈数量级的减少,计算效率得到大幅提升。发展了一套有效的局域化稀疏存储技术,实现了组件拓扑描述函数和结构灵敏度信息的局域化求解和稀疏化存储,大幅降低了离散化拓扑描述函数的计算时间。提出了一种基于MMC方法的设计域分区技术,可灵活调控优化结构的拓扑复杂度,并论证了特殊情况下SIMP方法与本文所提MMC方法的一致性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-06-06）
李永欣,孙银旭,李书亚,吴凤和[3]（2019）在《基于多目标优化理论的空间反射镜加强结构轻量化设计》一文中研究指出空间望远镜的分辨力与反射镜口径成正比,但反射镜口径的增大导致其质量以叁次方的比例增重,以致镜面变形恶劣和发射成本增加。针对此问题,文中基于多层次优化和多目标优化理论对反射镜进行轻量化设计。首先建立反射镜的几何模型并分析载荷工况,针对反射镜多工况下的参数要求,以反射镜轴向重力工况下的刚度最大和低阶固有频率最大为目标,用折衷规划法和平均频率法建立多目标优化的目标函数进行多目标拓扑优化;根据优化结果进行反射镜的加强筋布置;最后以加强筋的宽度为变量,进行多目标尺寸优化实现加强筋的尺寸寻优。计算分析结果表明:优化后反射镜结构在满足原有性能要求的基础上质量减少了7.2%,实现了轻量化设计。(本文来源于《机械设计》期刊2019年05期）
苏瑜,唐和生,薛松涛,苏骏[4]（2019）在《基于证据理论的结构非概率可靠性拓扑优化设计》一文中研究指出考虑数据信息较少以及认知水平有限情况下的不确定性对于结构拓扑优化具有重要意义.本文引入证据理论处理不精确的数据信息,采用证据理论的不确定测度克服精确概率约束模型建立的困难,并结合拓扑优化策略,形成了基于证据理论的可靠性拓扑优化设计模型.为了提高不确定测度的计算效率,提出了仿生智能优化算法和不精确极值思想相结合的改进优化算法来降低焦元数目和极限状态函数极值求解所导致的计算量.通过两个桁架算例对所提方法进行验证,结果表明,确定性优化结果可能是不确定情况下的失效解,虽然基于证据理论的最优设计在重量和拓扑形式上相对于确定性优化结果偏保守,但具备抵抗不确定波动的能力.(本文来源于《中国科学:技术科学》期刊2019年03期）
沈利来[5]（2018）在《基于冗余度理论的结构安全性评估和优化设计》一文中研究指出传统的土木工程设计往往是以构件的强度为目标,验算在承载能力极限状况和正常使用极限状况下部件的截面设计能否达到指定要求。但是随着结构使用年限的增加,所处环境的变化,所用材料的老化,非预期荷载的出现等等,导致结构的稳定性与安全性将下降。由于初期设计阶段没考虑构件的损伤对结构破坏的影响,结构很有可能在某个或某些构件损伤发生时直接发生倒塌性破坏,所以传统的以部件强度为依据的结构设计往往会致使结构具有较低的冗余度。因此,考虑冗余度理论的结构优化设计是非常有必要的,考虑冗余度理论的结构优化设计的优点在于可以定量地把控结构使用其性能的“度”。太多的冗余特性设计虽然可以充分保证结构的安全性能,但是必将造成结构性能的浪费,从经济的角度来看不是明智之举;过少的冗余特性结构设计则不能保证结构在非预期荷载作用下的稳定性与安全性。基于冗余度可以体现工程结构抵抗倒塌的能力特性,论文利用了冗余度理论对有限元模型叁跨连续双梁桥、桥墩模型、简易钢桁架桥模型和叁层叁跨框架模型进行了结构的稳定性与安全性评估,从而得到结构中的关键构件、易损构件、破坏路径和结构倒塌破坏时的冗余度值。以这些评估结果作为优化设计的基础,主要优化手段有改变构件尺寸、材料参数,添加额外的冗余构件等。最后利用有限元模拟和其他理论分析来对优化设计后的结果进行合理性的验证。主要研究内容以及成果如下:(1)总结了国内外对于冗余度理论在土木工程结构中的研究与应用现状;(2)利用对叁跨连续双梁桥有限元模型的冗余度评估,对前人的冗余度指标进行验证分析,得出了在桥梁倒塌破坏时主梁应力与容许应力之间的关系,和在极限状态下主梁应力发展趋势和变形趋势。(3)提出了基于能力谱的冗余需求值,通过一个桥墩模型,对其进行pushover分析,得出模型不同墩高处的能力曲线图,再结合地震需求谱找到性能点,对模型的不同墩高处进行冗余需求度评估。得出冗余度与墩高的关系。(4)提出了基于结构性能参数的冗余度指标,并建立结构冗余度损伤曲线。建立了一个简易的钢桁架桥模型,通过选取应力安全系数和位移两个性能参数分别对其进行了冗余度评估,得出了模型中的关键构件、易损构件和破坏路径等。基于模型中关键构件的冗余度损伤曲线,对原模型进行了尺寸参数优化,优化后的构件的容许损伤程度都有所提高,且初始冗余度也有所增加。(5)针对框架结构特性,建立了基于灵敏度的冗余度计算公式。对叁层叁跨的框架结构进行了基于敏感度的冗余度评估,得出了整个框架模型的冗余度分布,根据梁和柱的冗余度分布图提出了两个优化方案,优化后的冗余度分布更加均匀。通过对原始模型和优化后模型的弹塑性分析,从结构整体上验证了优化方案的合理性。(本文来源于《苏州科技大学》期刊2018-06-01）
刘嘉达仁[6]（2018）在《工程结构两层面承载力设计与优化理论研究》一文中研究指出当前绝大多数的结构优化设计方法都没有同时将结构在构件和整体两个层面的承载能力纳入结构优化的约束条件中,没有综合考虑结构整体受力破坏全过程的承载状态,无法对工程结构尤其是大型工程结构的两层面承载能力进行优化设计。本课题组基于结构极限分析的弹性模量缩减法(EMRM),提出了能够定量设计结构在构件和整体两个层面承载能力的两层面承载力设计与优化方法,给出了进行结构两层面承载能力优化设计的理论框架。然而,此前两层面承载力设计与优化理论尚未系统地提供多内力组合作用下构件截面强度调整和构件截面几何参数设计的方法,收敛速度和自适应迭代能力有待进一步提高,也未推广应用于钢管混凝土(CFST)结构等组合结构的优化设计中。同时,与国内外其他整体承载能力设计方法缺乏对比分析的研究。鉴于此,本文在已有研究基础上,对钢框架及CFST结构的两层面承载力设计与优化方法展开了研究,主要工作和成果有:(1)研究了钢框架结构构件截面强度与截面几何和力学参数之间的对应关系,建立了多内力组合下钢框架结构整体承载力优化设计的构件截面几何参数调整公式,克服了传统优化准则法难以考虑多内力组合进行整体承载力优化与设计的问题。(2)对钢框架结构两层面承载力设计与优化方法进行了迭代效率敏感性分析,对钢框架结构两层面承载力设计与优化方法中强化迭代系数的取值提出了建议,可以在兼顾高计算效率和良好经济性能下得到多内力组合下钢框架结构整体承载力优化设计方案,保证了两层面承载力设计与优化方法的收敛速度。(3)研究了圆形和方形CFST构件截面强度与截面几何和力学参数之间的对应关系,建立了圆形和方形CFST结构两层面承载力优化设计的构件截面几何参数调整方法,为CFST结构两层面承载力设计与优化方法的自适应迭代能力提供了基础。(4)建立了 CFST结构两层面承载力设计与优化方法的理论体系,并对多种结构形式的圆形和方形CFST结构进行了优化设计,将两层面承载力设计与优化方法推广应用到了 CFST结构中。(5)基于具体的算例分析,对近年来发展迅速的直接设计和两层面承载力设计进行了对比研究,对比分析了两种设计理论的优缺点。(本文来源于《广西大学》期刊2018-06-01）
宁志强[7]（2018）在《优化设计理论视角下《孙子兵法》结构体系探析》一文中研究指出《孙子兵法》是传统文化中重要的竞争制胜理论着作,其结构体系具有高度的有序性和规律性。对《孙子兵法》结构进行深入分析,进而可以把握其谋篇布局的逻辑思路。综观《孙子兵法》研究史,其结构体系研究一直是薄弱环节。破解《孙子兵法》的结构谜题,可引入当代的新的思想理论,如系统论、结构主义、优化理论等。鉴于《孙子兵法》"庙算"思想和优化理论具有某种相似性,可将《孙子兵法》结构体系按照优化理论中叁要素划分,以便区别于以往战略、战役、战术叁元划分方式,在融合优化思想的结构划分之下研究《孙子兵法》的结构逻辑思路和动态优化过程,进而把握其理论内涵。(本文来源于《孙子研究》期刊2018年03期）
周杨,邓援超,王爱群,张立[8]（2018）在《基于TRIZ理论的纸盒成型机主轴结构的优化设计》一文中研究指出目的运用TRIZ理论对纸盒成型机主轴结构进行优化设计。方法利用TRIZ理论的冲突解决原理对纸盒成型机主轴结构进行分析归纳,得到相应的创新设计原理和优化方向,通过分析对比选择最佳的创新原理,以解决设计中的矛盾,并利用TRIZ理论提供的优化方向对主轴结构进行有限元分析。结果通过TRIZ理论得到了纸盒成型机主轴结构的优化方案和方向,利用有限元仿真软件进一步分析得到了纸盒成型机主轴结构的的最大变形为0.1796 mm,通过对纸盒成型机主轴结构最终优化方案的实验验证,得到主轴结构的最大变形为0.18 mm,满足使用要求。结论利用TRIZ理论和有限元相结合的方式为纸盒成型机主轴结构的优化设计提供了一种新的思路,同时也为纸盒成型机主轴结构的进一步优化设计提供了依据。(本文来源于《包装工程》期刊2018年09期）
晏先治[9]（2018）在《基于结构可靠度理论的山地建筑结构优化设计及实践》一文中研究指出0引言房屋建筑结构设计是按照现行的规范和要求,结合建筑结构在计算方面的基本原理和要求,符合安全、经济和美观的要求,易于施工技术的实现,满足安全的基本需求,达到适用耐久、结构安全、可靠稳定的基本设计标准和要求,其可靠性是影响建筑结构整体根本和基础。基于可靠度理论,进行建筑结构设计,达到安全稳定、经济适用、美观耐久的目的,是我们长期关注的重点,因此具有研究的意义,相关学者和研究人员从建筑材(本文来源于《科学咨询(科技·管理)》期刊2018年05期）
王震[10]（2018）在《基于微穿孔板吸声结构理论的复合微穿孔管消声器的设计及优化》一文中研究指出目前,燃料电池汽车逐渐成为各种新能源汽车中的重点研究对象,然而其空气辅助系统中的变频高压旋涡风机产生的噪声问题亟待解决。由于宽频带、高频为主的噪声特性以及燃料电池清洁无污染的工况要求,传统的消声器不能有效解决该噪声问题。针对这些问题,本课题提出一种复合微穿孔管消声器,并通过理论计算、有限元仿真和试验的方法,对复合微穿孔管消声器的消声性能进行研究,具体内容如下:首先,对微穿孔板吸声结构的声阻抗和吸声系数进行了系统性的理论计算,并详细探究了不同结构参数对微穿孔板吸声结构吸声系数的影响,包括微孔孔径、微穿孔板厚度、穿孔率、板后空腔深度等参数。利用有限元仿真和阻抗管法试验对微穿孔板吸声结构的的理论模型进行验证。其次,对扩张式消声器的传递损失进行了推导,探究了结构参数对扩张式消声器消声性能的影响。基于微穿孔板吸声结构理论和穿孔管消声器推导出微穿孔管消声器传递损失的理论模型,并利用声学有限元软件对该理论模型进行验证。针对燃料电池高压旋涡风机产生的噪声特性,结合微穿孔管消声器和扩张式消声器的消声性能,提出了复合式微穿孔管消声器模型,并探究了微穿孔管长度、微孔孔径、微穿孔板厚度对其消声性能的影响规律,利用传递损失测试系统平台对其传递损失进行了测试验证。最后,利用正交试验法对复合微穿孔管消声器的结构进行了优化,得到影响其消声性能因素的主次顺序和消声性能最佳时的参数组合,优化后的消声性能明显提升,能够满足变频高压旋涡风机的降噪要求。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2018-04-01）
结构优化设计理论论文开题报告
（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：
具有周期/准周期单胞分布特性的点阵/多孔结构具有轻质量、高强度、大比刚度等力学特性,并往往具备特异的光学、热学、声学特性,在超轻质材料、声学/光学非互易传输装置,声学/光学隐身罩,声/热/光能量收集设备等新兴应用领域具有广泛的应用前景。目前学界统称这些具有微观结构并具有某种或某几种超常性质的材料/结构为超材料/结构。对于超材料/结构中的材料分布,工程应用中普遍还是采用经验式的设计,设计流程长且没有理论指导,因此有必要研究更先进的超材料/结构设计方法。此外,近年来随着增材制造等新兴制造技术的飞速发展,对于具有复杂几何细节结构的制造能力大大增强,使得上述超材料/结构的实际生产制造成为可能,同时也提出了新的制造约束。而增材制造相对昂贵的材料费用以及业界日益苛刻的轻量化需求,使得考虑可制造性的点阵/多孔结构优化设计成为目前的研究热点。为了最大程度的利用给定材料并满足制造性约束,对于结构不同部位,需给出具有真实尺寸的不同形式的微结构设计,这与传统的基于严格尺度分离假设及全局周期性假设的渐进均匀化方法相矛盾。新型制造技术的发展带来了新型的多尺度结构,为了满足新型结构/材料的设计需求,必须发展新的设计方法。因此,本文分别针对基于声学超材料的新型特异功能声学结构/装置和考虑可制造性需求的新型结构拓扑优化算法展开研究。具体研究内容如下:1.提出了一种具有非互易传输特性的新颖声波/弹性波传输装置理论模型。通过分析以往声学二级管模型的优缺点,凝练出了实现声学非互易传输的必要条件。从理论上证明了弱非线性声子晶体幅值依赖的带隙特性,进一步提出了基于弱非线性声子晶体和不对称线性结构的新型声学二极管模型。通过数值算例验证了模型的有效性,证明了新型声学二极管具有严格非互易,高正向能量通过率,不改变入射波频率等优点。2.发展了一种基于渐进均匀化理论的可打印微结构高效分区设计方法。通过引入分区策略,将设计区域划分为若干含周期微结构的子区域及子区域间的过渡区域。在各子区域内利用渐进均匀化技术得到近似等效材料属性,进而划分有限单元并通过四叉树技术与过渡区域单元连接。以各子区域内微观单胞材料分布及过渡区域内单元密度为设计变量,在各向同性实体材料罚函数法(SIMP)拓扑优化框架下给出了优化列式并严格推导了灵敏度。通过数值算例验证了本方法的有效性和准确性,相对传统严格尺度分离的均匀化方法,此方法可得到具有真实尺寸并可光滑连接的微观结构,相对基于变量连接的全结构整体求解算法,本方法具有较高的效率。3.构造了一种基于显式拓扑优化方法的空间渐变点阵填充结构优化设计方法。提出了一种空间渐变结构的解析构造方法。基于可移动变形组件/孔洞(MMC/MMV)显式结构拓扑优化框架与空间坐标摄动技术,仅仅引入几个参数,即可实现空间周期结构向空间渐变结构的转变。给出了显式拓扑优化框架下空间渐变填充结构的优化列式和灵敏度。数值算例表明,只需很少设计变量,本方法即可得到空间上连续变化的具有优异力学性能的填充结构。4.提出了一种基于高效显式拓扑优化算法的宏/介观一体化渐变点阵填充结构设计方法。首次将可移动变形组件法(MMC)与可移动变形孔洞法(MMV)结合起来,利用可移动变形孔洞参数化描述增材制造中宏观的蒙皮结构,利用可变形组件结合前期提出的空间坐标摄动技术参数化描述增材制造中介观的填充结构。在统一的显式框架下同时实现宏观蒙皮结构和介观填充结构的优化设计,给出了统一的优化列式和灵敏度分析结果。针对增材制造中具有精细几何细节的蒙皮多孔填充结构,进一步引入多分辨率方法与拓扑描述函数及灵敏度局域化生成技术,以减少优化过程中的计算量。5.建立了一种基于多分辨率技术的高效率显式拓扑优化方法。利用可移动变形组件法(MMC)中分析模型与优化模型完全解耦的优势,发展了一种可用于高分辨率大规模拓扑优化问题求解的高效算法,以适应面向增材制造结构优化设计中庞大的计算量。相对传统算法,本方法分析自由度和设计变量数目同时得到了呈数量级的减少,计算效率得到大幅提升。发展了一套有效的局域化稀疏存储技术,实现了组件拓扑描述函数和结构灵敏度信息的局域化求解和稀疏化存储,大幅降低了离散化拓扑描述函数的计算时间。提出了一种基于MMC方法的设计域分区技术,可灵活调控优化结构的拓扑复杂度,并论证了特殊情况下SIMP方法与本文所提MMC方法的一致性。
（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。
结构优化设计理论论文参考文献
[1].白雪,侯思微.船体结构设计最优化理论经典算法分析[J].机电设备.2019
[2].刘畅.新颖结构与结构化材料优化设计的理论与方法研究[D].大连理工大学.2019
[3].李永欣,孙银旭,李书亚,吴凤和.基于多目标优化理论的空间反射镜加强结构轻量化设计[J].机械设计.2019
[4].苏瑜,唐和生,薛松涛,苏骏.基于证据理论的结构非概率可靠性拓扑优化设计[J].中国科学:技术科学.2019
[5].沈利来.基于冗余度理论的结构安全性评估和优化设计[D].苏州科技大学.2018
[6].刘嘉达仁.工程结构两层面承载力设计与优化理论研究[D].广西大学.2018
[7].宁志强.优化设计理论视角下《孙子兵法》结构体系探析[J].孙子研究.2018
[8].周杨,邓援超,王爱群,张立.基于TRIZ理论的纸盒成型机主轴结构的优化设计[J].包装工程.2018
[9].晏先治.基于结构可靠度理论的山地建筑结构优化设计及实践[J].科学咨询(科技·管理).2018
[10].王震.基于微穿孔板吸声结构理论的复合微穿孔管消声器的设计及优化[D].合肥工业大学.2018
论文知识图
