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《中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集》2010年
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静力载荷和随机激励下结构拓扑优化设计

张桥  张卫红  朱继宏  
【摘要】:考虑结构承载和动力响应的结构拓扑优化设计在航空航天领域中具有很高的研究应用价值,特别是对于同时承受静载荷和随机动载荷作用的仪器及设备,如汽车座椅、天线结构、航空电子设备等。本文基于伪密度方法,研究了白噪声激励和静载荷共同作用下的结构拓扑优化设计,同时考察静力载荷大小对结构动响应及最优结构的影响。为避免局部模态现象,使用RAMP材料插值模型建立单元伪密度与材料属性之间的关系;以动载荷下指定位置的位移均方值和结构在静载荷作用下的应变能为约束,以材料用量最少为设计目标,建立了完整的静动载荷下的拓扑优化模型与方法;考虑了静力载荷产生的预应力对结构固有频率和动响应大小的影响。通过算例测试,验证了本文方法在解决静载荷和随机激励作用下结构的拓扑优化设计问题上的可行性,并揭示了静载荷大小对最优结构的影响。

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【参考文献】
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