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

结构传力路径的量化模型研究

陈磊 金海波

陈磊, 金海波. 结构传力路径的量化模型研究[J]. 机械科学与技术, 2012, 31(3): 487-491,497.
引用本文: 陈磊, 金海波. 结构传力路径的量化模型研究[J]. 机械科学与技术, 2012, 31(3): 487-491,497.
Chen Lei, Jin Hai-bo. The Study on Quantitative Model of Force Transfer Path of Structure[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2012, 31(3): 487-491,497.
Citation: Chen Lei, Jin Hai-bo. The Study on Quantitative Model of Force Transfer Path of Structure[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2012, 31(3): 487-491,497.

结构传力路径的量化模型研究

详细信息
    作者简介:

    陈磊(1985-),硕士研究生,研究方向为飞机综合设计技术和结构优化设计,clstone1985@163.com;金海波(联系人),副教授,博士,jinhb@nuaa.edu.cn

    陈磊(1985-),硕士研究生,研究方向为飞机综合设计技术和结构优化设计,clstone1985@163.com;金海波(联系人),副教授,博士,jinhb@nuaa.edu.cn

The Study on Quantitative Model of Force Transfer Path of Structure

  • 摘要: 以结构的传力路径作为设计变量,通过在传力路径上对结构内力进行积分,得到相应的结构承载因子。由于结构的外形和内力都会变化,因此该承载因子是结构传力路径的泛函。用变分法导出了对应结构最短传力路径的微分方程,并用里兹法求解该微分方程,得出结构的最短传力路径。通过变分法优化得到结构的最短传力路径,然后应用结构尺寸优化方法,得到结构的最小质量。以平面悬臂梁结构的传力路径优化为例,分析了悬臂梁结构在不同外形下对应的最短传力路径,并和用Michell桁架理论得到的结果进行比较。最佳结构基于理论分析得到,整个过程不需要进行有限元分析,不存在拓扑优化中的数值不稳定性问题。另一方面,通过采用板杆结构模拟传力形式,将目前拓扑优化研究中通常采用的杆、板等单一单元结构推广到单元的组合结构。
  • [1] 隋允康,叶红玲,杜家政.结构拓扑优化的发展及其模型转化为独立层次的迫切性[J]. 工程力学,2005,22:110~114
    [2] Schuhmacher G,et al.Optimization assisted structural design ofa new military transport aircraft[A]. AIAA/ISSMO Multidisci-plinary Analysis and Optimization Conference[C],2004,10:1~9
    [3] 钱令希.工程结构优化设计[M]. 北京:水利电力出版社,1983
    [4] 李炳威.结构的优化设计[M]. 北京:科学出版社,1979
    [5] Charlton T M.Maxwell-Michell theory of minimum weight ofstructures[J]. Nature,1963,200:251~252
    [6] Dorn W S,Gomory R E,Greenberg H J.Automatic design ofoptimal structures[J]. Journal de Mecanique,1964,3(1):25~52
    [7] 段宝岩,叶尚辉.考虑性态约束时多工况桁架结构拓扑优化设计[J]. 力学学报,1992,24(1):59~69
    [8] 程耿东.关于桁架结构拓扑优化中的奇异最优解[J]. 大连理工大学学报,2000,40(4):379~383
    [9] 周克民,胡云昌.利用有限元构造Michell桁架的一种方法[J]. 力学学报,2002,34(6):935~940
    [10] 吴炎烜,范宁军,Komarov V A.机翼载荷传递结构的质量估算[J]. 北京理工大学学报,2008,(1):19~23
    [11] Rozvany G I N.Exact analytical solutions for some popularbenchmark problems in topology optimization[J]. StructuralOptimization,1998,15:42~48
    [12] Rozvany G I N.et al.Layout optimization of structures[J]. American Society of Mechanical Engineers,1995,48:82
    [13] Rozvany G I N,Gollub W,Zhou M.Exact Michell layouts forvarious combinations of line supports-part II[J]. Structural Op-timization,1997,14(2~3):146~147
    [14] Komarov V A.Research of Morphing Wing Efficiency[D],Samara State Aerospace University,2004
    [15] Cox H L.The Design of Structures of Least Weight[M]. Oxford:Pergamon,1965
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  184
  • HTML全文浏览量:  22
  • PDF下载量:  11
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-02-23
  • 刊出日期:  2015-06-10

目录

    /

    返回文章
    返回