考虑材料性能不确定性的声振强耦合系统稳健拓扑优化

作     者：郑文治 陈海波 操小龙 ZHENG Wenzhi;CHEN Haibo;CAO Xiaolong

作者机构：中国科学技术大学近代力学系中国科学院材料力学行为与设计重点实验室合肥230027 北京机电工程研究所北京100074 

基　　金：国家自然科学基金(12172350) 中国科学院战略性先导科技专项(B类)子课题(XDB22040502) 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第22期

页      码：93-102页

摘      要：针对外声场与结构强耦合问题,亟待开展不确定性优化的发展需求,提出了一种考虑材料性能不确定性的稳健拓扑优化设计方法。采用随机场模型描述材料弹性模量的不确定性,用级数最优线性估值方法将其离散成不相关的随机变量;进而用混沌多项式展开(polynomial chaos expansion,PCE)方法结合有限元-边界元耦合方法进行随机响应分析。通过材料属性的有理近似模型描述双材料的分布,以辐射声功率级的均值和标准差的加权和作为稳健拓扑优化的目标函数,随机响应的灵敏度同样通过PCE方法获得,最后通过移动渐近线优化算法对优化问题进行求解。数值算例表明,该方法相较于确定性拓扑优化可以获得对材料弹性模量不确定性更加不敏感的设计,这是不确定性优化方法在含外声场的声振强耦合问题上的一个新的拓展研究。

主 题 词：声振耦合系统 拓扑优化 稳健设计 混沌多项式展开(PCE) 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.13465/j.cnki.jvs.2023.22.011

馆 藏 号：203124526...