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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。
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-02-23
  • 刊出日期:  2015-06-10

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