考虑机械连接载荷和疲劳性能的装配结构拓扑优化设计方法

作     者：侯杰 朱继宏 王创 王杰 张卫红 Jie Hou;Jihong Zhu;Chuang Wang;Jie Wang;Weihong Zhang

作者机构：西北工业大学机电学院航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心西安710072 西北工业大学-伦敦玛丽女王大学先进材料结构联合研究院金属高性能增材制造与创新设计工信部重点实验室西安710072 西北工业大学无人系统技术研究院-智能材料与结构研究所西安710072 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFB1102800) 国家自然科学基金优秀青年科学基金(11722219)和国家自然科学基金(51790171 5171101743 51735005)资助 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2019年第64卷第1期

页      码：79-86页

摘      要：针对工程中常见的多钉连接装配结构,提出了一种同时考虑钉载和疲劳性能的拓扑优化设计方法.一方面,将钉载约束考虑到装配结构的拓扑优化设计中,针对结构中大量的钉载约束,采用约束凝聚技术,简化了多约束问题灵敏度求解过程,提高了优化的计算效率.另一方面,将疲劳准则作为设计约束引入到拓扑优化问题中,为了避免因多钉连接结构建模方法引起的不真实应力状态对优化问题产生影响,采用组合单元对连接结构进行建模,用被连接件壳单元上的应力衡量结构疲劳性能,采用P范数凝聚方法对疲劳约束进行凝聚,在此基础上研究了拓扑优化设计中疲劳性能对结构拓扑形式和承载性能的影响.最后通过两个数值算例验证了所提方法的有效性.

主 题 词：疲劳性能 钉载约束 拓扑优化 连接件 装配结构 

学科分类：08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/N972018-00788

馆 藏 号：203453959...