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双向固定网格渐进结构优化方法及其工程应用
中文名称: 双向固定网格渐进结构优化方法及其工程应用
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论文编号: 3051150收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Bi-directional Fixed Grid Evolutionary Structural Optimization Method and Its Engineering Application
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 水利工程
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 固定 网格 渐进 结构优化 渐进结构优化 固定网格有限元 复合材料板壳开孔形状优化 洞室支护设计
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文摘要: 近年来发展的渐进结构优化方法是一种有前途的结构拓扑和形状优化方法,发展和(略),并将它引入工程应用是非常有意义的课题.本文提出了边界表述光滑的双向固定网格渐进结构优化方法,并用这种方法研究了叠层复合材料板(略)状优化问题,建立了简单的评价地下洞室稳定的准则,探讨了地下洞室最优支护的基(略)研究内容有: 1.应用“细啃”渐进结构优化方法研究了重力坝基本断面形状优化,结果表明三角形基本断面是重力坝在重力、水压和扬压力基本荷载作用下使得坝頂位移最小的坝形. 2.发展了一种更光滑的固定网格边界处理技术,与理论解的(略)方法有很好的边界模拟精度;发展了基于统一敏感度的增加材料技术,提出了双向固定网格渐进结构优化方法.本文方法能基于固定网格(略)的功能,其优势在于能减少最优拓扑和形状对于初始迭代点的依赖,更有利于获取全局最优解. 3.推导了基于固定网格用于评价开孔应力集中水平的等Tsai-Hill值敏感度指标,研究了复合材料板壳结构开孔形状优化问题.研究表明,荷载是最优开孔形状的决定因素,叠层方式对于最优开孔形状有显著影响,壳结构的最优开孔与同应力水平条件下的板结构最优开孔有可比...
Evolutionary structural op(omitted) (ESO) method proposed in the last decadeis promising in engineering shap(omitted)logy design. Its further theoreticaldevelopment and introduction into new engineering fields are of apparent significance.This thesis developed(omitted)i-directional fixed grid evolutionary structuraloptimization procedure (FG BESO), which efficiently solved (omitted)ooth zigzagbo(omitted)blems associated with most classic topology optimization methods likeESO. The thesis also explored t...
目录:
第1章 绪论第10-26页
  ·结构优化方法综述第10-13页
    ·结构优化方法的发展简史第10-11页
    ·传统的结构优化方法述评第11-13页
  ·渐进结构优化方法的研究历史及现状第13-16页
  ·复合材料板壳结构开孔形状优化研究综述第16-17页
  ·地下洞室支护优化背景第17-24页
    ·地下洞室工程的发展现状第17-19页
    ·地下洞室工程的研究方法综述第19-23页
    ·地下洞室支护设计的研究现状第23-24页
  ·本论文的主要工作第24-26页
第2章 渐进结构优化方法基本原理第26-44页
  ·渐进结构优化方法基本原理及特点讨论第26-27页
  ·传统渐进结构优化方法基本流程第27-29页
  ·几个常用的渐进结构优化方法敏感度第29-32页
    ·满Mises 应力敏感度第29页
    ·刚度敏感度第29-30页
    ·位移约束敏感度第30-32页
  ·几个经典的例子第32-36页
    ·Michell 桁架第32-33页
    ·等表面应力结构第33-34页
    ·悬臂梁结构第34-36页
  ·重力坝基本断面形状优化第36-38页
    ·计算条件及初始域第38页
    ·计算结果分析第38页
  ·体积不变的可控孔数的双向渐进结构优化方法第38-43页
    ·方法流程第39-41页
    ·算例 1第41-42页
    ·算例 2第42-43页
  ·小结第43-44页
第3章 改进的固定网格渐进结构优化方法及其应用第44-66页
  ·节点敏感度第44-46页
    ·Tsai-Hill 值强度准则节点敏感度第45-46页
    ·基于位移的节点敏感度推导第46页
  ·改进的用于渐进结构优化方法的固定网格技术第46-50页
  ·改进的固定网格渐进结构优化方法流程第50-53页
    ·控制开孔时机的方法第50-51页
    ·稳定判断和中止条件第51-52页
    ·流程概略第52-53页
  ·改进的固定网格渐进结构优化方法验证第53-55页
  ·复合材料方板开孔形状优化第55-64页
    ·单孔形状优化第55-58页
    ·不同开孔数对开孔形状的影响第58-61页
    ·不同叠层构造对最优孔形影响第61-63页
    ·两孔相互影响的历程第63-64页
  ·小结第64-66页
第4章 双向固定网格渐进结构优化方法及其应用第66-90页
  ·基于统一敏感度的增加材料的技术第66-68页
  ·基于统一敏感度的双向渐进结构优化方法的验证第68-72页
    ·Michell 桁架第68-70页
    ·悬臂梁第70-72页
  ·双向固定网格渐进结构优化方法第72-75页
    ·新的中止条件第72页
    ·增加材料的法则第72-74页
    ·程序流程第74-75页
  ·复合材料壳结构开孔形状优化第75-88页
    ·算例 1第76-77页
    ·算例 2第77-79页
    ·算例 3第79-81页
    ·荷载对最优孔形的影响第81-84页
    ·不同初始开孔对最优开孔的影响第84-88页
  ·小结第88-90页
第5章 简单洞室支护优化及其影响因素分析第90-136页
  ·简单洞室有限元计算模型第90-91页
  ·几种典型的简单洞室稳定评价目标函数第91-94页
    ·以卸荷引起的总应变能为目标函数第91-92页
    ·防治洞室底臌帮臌的目标函数第92页
    ·描述洞室总变形和顶底与边墙相对变形的目标函数第92-94页
  ·洞室稳定评价目标函数的敏感度推导第94-96页
    ·防治底臌帮臌的敏感度推导第94-95页
    ·以洞室总变形为目标函数的敏感度推导第95-96页
  ·以卸荷引起的总应变能为目标函数的最优支护第96-101页
    ·r = 0 静水压力的情况第97-98页
    ·r = -0.35 时的情况第98-101页
  ·以防治底臌和帮臌为目标函数的最优支护拓扑第101-109页
    ·防治底臌第101-105页
    ·防治帮臌第105-107页
    ·防治底臌和帮臌第107-109页
  ·不同初始支护拓扑及迭代步长对最优支护的影响第109-111页
    ·初始支护拓扑对最优支护的影响第109-110页
    ·迭代步长对最优支护的影响第110-111页
  ·锚固对岩石的影响模型第111-114页
    ·锚固效应分析第111-112页
    ·锚固岩石等效模型第112-114页
  ·不同目标函数的最优锚固支护拓扑研究第114-120页
  ·不同边界条件对最优支护拓扑的影响第120-121页
  ·不同地应力场对最优支护拓扑的影响第121-123页
  ·各向异性对最优支护拓扑的影响第123-125页
  ·分层岩体对最优支护拓扑的影响第125-126页
  ·软弱带对最优支护拓扑的影响第126-129页
    ·不同部位的未贯通的软弱区域对最优支护的影响第126-128页
    ·不同部位的贯通的软弱带对最优支护的影响第128-129页
  ·限定锚固范围和深度的锚距优化设计第129-131页
  ·同时考虑锚距锚深优化的最优支护第131-133页
  ·锚固深度与洞室尺寸相对比值对最优锚固的影响第133-134页
  ·小结第134-136页
第6章 大型地下洞室群最优锚固支护探讨第136-154页
  ·溪洛渡工程概况第136-139页
  ·溪洛渡地下厂房相关地质条件第139-140页
  ·计算模型及材料分区第140-142页
  ·溪洛渡二维地应力反馈计算第142-144页
  ·现有的锚固方案等效模型第144-145页
  ·洞室群稳定性评价与动态优化设计概念第145-148页
    ·简单的洞室群稳定目标函数第145-146页
    ·监测函数的基本概念及动态优化设计第146-148页
  ·以卸荷引起的总应变能为目标函数的最优锚固支护第148-150页
  ·不开挖主变室和调压井对主厂房最优锚固拓扑的影响第150-151页
  ·以描述边墙相对底角变形的监测函数为目标函数的最优锚固第151-152页
  ·小结第152-154页
第7章 结论与展望第154-158页
  ·主要成果与结论第154-157页
  ·研究展望第157-158页
参考文献第158-171页
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