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考虑多约束和载荷随机性的稳健结构拓扑优化设计

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成果类型:
期刊论文
论文标题(英文):
Robust Topology Optimization Designs of Structures under Multiple Constraints Stochastic Loads
作者:
石军;荣见华;俞燎宏;唐承铁;赵爱琼
作者机构:
长沙理工大学汽车与机械工程学院, 长沙, 410076
长沙理工大学, 工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室, 长沙, 410114
宜春学院物理科学与工程技术学院, 江西, 宜春, 336000
长沙理工大学, 工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室, 长沙, 410114
[石军] 长沙理工大学汽车与机械工程学院, 长沙, 410076
语种:
中文
关键词:
结构拓扑优化;可行域调整;柔顺度优化;随机载荷;位移约束
关键词(英文):
structural topology optimization;feasible domain adjustment;compliance optimization;stochastic load;displacement constraint
期刊:
机械科学与技术
ISSN:
1003-8728
年:
2018
卷:
37
期:
10
页码:
1581-1588
基金类别:
11372055:国家自然科学基金 11772070:国家自然科学基金
机构署名:
本校为第一机构
院系归属:
汽车与机械工程学院
摘要:
考虑载荷大小和方向的不确定性,以结构柔顺度的期望和方差的加权和为目标函数,结构体积及多个结构位移为约束函数,研究可获得清晰优化拓扑的稳健结构多约束拓扑优化方法。给出了载荷大小和方向不确定情况下结构柔顺度期望和方差及其导数的显式近似式。结合可行域调整方案,提出具有收敛特征的结构体积和多位移约束的稳健结构柔顺度拓扑优化设计方法。研究了结构柔顺度期望和方差的权重因子对拓扑构型的影响,探讨了位移约束对结构稳健性的影响规律。算例表明,方法是可行和有效的,且可获得一系列清晰的拓扑构型和稳健的优化拓扑。
摘要(英文):
Considering stochastic cases of load values and directions,a robust structural topology optimization method for weighted sum minimizing problem of the expected value of the compliance and its variance with a volume constraint and multiple displacement constraints is proposed to obtain a clear optimal topology. Firstly,the explicit approximate expressions of the compliance expected value,its variance and their derivatives are derived. Secondly,the set of algorithms for robust structural topology optimization designs with multiple constraints are given,being integrated with an feasible domain ad...

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