剛架結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)形狀優(yōu)化.pdf

1、本文將用于靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)約束下的桁架結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化的漸進(jìn)移動(dòng)法推廣到剛架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)形狀優(yōu)化設(shè)計(jì).在剛架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)中,關(guān)鍵的一項(xiàng)工作就是計(jì)算頻率靈敏度.剛架結(jié)構(gòu)由平面梁單元或空間梁單元組成,在計(jì)算頻率對(duì)剛架結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量——結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的靈敏度時(shí),需用到單元?jiǎng)偠染仃嚭唾|(zhì)量矩陣對(duì)結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的導(dǎo)數(shù).而對(duì)于剛架結(jié)構(gòu)其單元?jiǎng)偠染仃嚭唾|(zhì)量矩陣對(duì)結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的導(dǎo)數(shù)計(jì)算比較繁瑣,工作量很大,而且沒有通用性.為了簡化計(jì)算,本文采用矩陣的一階差

2、分代替一階導(dǎo)數(shù)的方法來計(jì)算剛架結(jié)構(gòu)的頻率靈敏度,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算工作量小,通用性強(qiáng),不受單元矩陣階數(shù)和復(fù)雜度的影響.對(duì)于頻率約束下的剛架結(jié)構(gòu),采用漸進(jìn)移動(dòng)法對(duì)剛架結(jié)構(gòu)進(jìn)行形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)有限元分析結(jié)果計(jì)算結(jié)點(diǎn)頻率靈敏度數(shù),優(yōu)化過程從初始設(shè)計(jì)點(diǎn)開始,優(yōu)先移動(dòng)靈敏度數(shù)高的結(jié)點(diǎn).在每次的循環(huán)過程中,搜索方向由靈敏度分析確定.在逐漸滿足頻率約束的條件下,使結(jié)構(gòu)重量達(dá)到最小.本文利用有限元分析軟件ANSYS的內(nèi)嵌參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL進(jìn)行