基于Hyperworks的溢油回收装置关键结构件拓扑优化研究开题报告

 2021-08-14 02:51:46

1. 研究目的与意义(文献综述)

结构拓扑优化是近20年来从结构优化研究中派生出来的新分支,它在计算结构力学中已经被认为是最富挑战性的一类研究工作。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟,在国外处在发展的初期,尤其在国内尚属于起步阶段。1904 年michell在桁架理论中首次提出了拓扑优化的概念。自1964 年dorn等人提出基结构法,将数值方法引入拓扑优化领域,拓扑优化研究开始活跃。20 世纪80 年代初,程耿东和n.olhoff

制造技术是国家工业的基础,其发展带动着整个技术和工业体系进步。 结构设计作为一种十分重要的设计制造技术,现在已广泛应用于航空航天、微机电系统、汽车制造、手机通讯、船舶行业、土木工程等领域。伴随计算机辅助工程技术和有限元分析技术的发展,依据计算机软件模拟仿真的结果,设计人员可以有针对性的对结构设计方案进行改进,但是依然无法彻底摆脱传统的基于经验的设计模式,需要大量的人工干预,鉴于此,结构优化设计技术应运而生。与传统设计方法相比, 结构优化设计技术能够在完全虚拟的环境中对结构体进行力学分析和结构优化设计,这也就带来了结构设计观念新的飞跃。 结构优化设计的目标是以最少的材料,最简单的加工工艺,实现结构的最优性能, 一般分为四个层次: 尺寸优化(sizeoptimization)、形状优化(shapeoptimization)、 形貌优化(topography optimization)和拓扑优化(topology optimization)[6]。尺寸优化(sizeoptimization):在结构的形状和拓扑关系保持不变的前提下,通过改变结构的横截面积、结构组件属性(界面尺寸、厚度、长度等), 寻求最佳材料性能 的组合关系,图 1.1 展示了一个桁架结构中各杆件端面的尺寸优化结果。尺寸优化最主 要的特征是在结构优化之前设计域和设计变量就已知,并在整个设计优化过程中保持 不变,属于改善型设计范畴。

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2. 研究的基本内容与方案

在这里,我利用simp方法对某型溢油回收船溢油回收装置关键结构件进行拓扑优化。其算法的核心方程为:

求解值: x={x_1,x_2,…x_3 }^t

要求解的最小值:c(x)=f^t u=u^t ku=∑_(i=1)^n〖x_i^p u_i^t k_0 u_i 〗

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3. 研究计划与安排

03.02-03.06 文献查阅及翻译
03.07-03.13 撰写开题报告并上传
03.14-04.13 完成弹性体刚度拓扑优化设计基本原理分析
04.14-05.16完成某型溢油回收船溢油回收装置关键结构件拓扑优化具体过程
05.17-05.25撰写毕业论文并上传
06.03-06.07 论文答辩

4. 参考文献(12篇以上)

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