摘要：为克服柔性机构拓扑优化设计中的各类数值不稳定性问题,提出一种以物质点拓扑变量为设计变量的拓扑优化方法.物质点拓扑变量可视为节点密度概念的进一步拓展,基于修正网格无关性过滤函数提出了新的拓扑变量场插值形函数.基于弹簧模型,建立了柔性机构的多约束拓扑优化模型,推导了常见结构响应量的敏度表达式,采用移动渐进线法进行优化求解.最后通过二维数值算例验证了文中方法的可行性和有效性.

摘要：提出基于节点独立变量的连续体结构动态拓扑优化方法.以动态结构响应量最小或最大为目标,体积比为约束,建立了动态结构拓扑优化模型.基于数字图像处理过滤技术得到清晰、边界光滑和体现网格无关性的优化结果.通过二维结构数值算例对理论方法进行验证.结果表明,该方法在连续体结构动态拓扑优化设计中具有可行性和有效性.

摘要：形状优化中的差分敏度分析计算量随设计变量数目的增加而快速增大,为减少结构分析的计算量,提出一种近似一差分敏度计算方法。该方法采用组合近似法对扰动结构进行近似重分析,并运用差分法计算结构响应量的敏度值。由于组合近似法在结构小扰动的情况下具有较好的近似精度,故而近似一差分敏度分析在保证敏度精度的前提下克服了计算量大的缺点。以可动边界关键点的虚拟位移为设计变量,建立热结构稳态响应的形状优化模型。通过数值对所提出的敏度分析方法和形状优化模型进行验证。结果表明,所提出的方法和模型在热结构稳态响应的形状优化设计中具有可行性和有效性。

摘要：提出基于拓扑优化和形状优化的主轴承盖结构设计方法。在拓扑优化建模中,提出基于RAMP插值函数的ICM拓扑优化方法。在形状优化建模中,提出基于近似-差分敏度分析方法的形状优化方法。拓扑优化和形状优化模型以结构响应量为约束,体积最小化为目标,保证不同层次优化模型的承接性。针对某内燃机主轴承盖进行优化设计,优化结构分析结果表明,优化后的主轴承盖在满足结构刚度和强度条件下实现了结构体积最小化。证明提出的方法在主轴承盖结构设计中可行且有效。

摘要：针对多工况拓扑优化问题,提出了多工况加权单约束拓扑优化模型。基于独立联系映射法,实现了多工况稳态热传导下的连续体拓扑优化设计。根据拓扑优化模型,分析了多工况拓扑优化"病态载荷"现象产生的原因,提出了初始结构总热能判定依据,通过对载荷工况系数的适当调整来消除"病态载荷"现象。通过数值算例,对不同优化模型下的拓扑优化结果进行分析比较。结果表明,独立连续映射法和多工况加权单约束模型在处理多工况稳态热传导拓扑优化问题中具有可行性和有效性。

摘要：基于独立连续映射(ICM)法中设计变量独立性的特点,提出一种混合插值建模方法。该方法基于两类常见插值函数分别对单元体积、单元刚度阵进行过滤识别,通过两两组合,得到四种不同的拓扑优化模型。四种模型中,除体积目标函数一、二阶导数表达式不同外,它们的结构响应量的敏度分析和优化建模方法相同,从而保证了优化求解算法的一致性。通过拓扑优化数值算例对比分析了不同模型参数下的拓扑优化结果,结果表明,混合建模方法在连续体结构拓扑优化建模中具有可行性和有效性。

摘要：为有效控制自由活塞内燃发电机的缸压,提出了变负载控制约束活塞运动的方法。通过构造可变等效负载实现对系统回路总阻抗的控制,回路电流因此发生变化,使作用在发电机动子上的电磁阻力也发生改变,由于发电机动子和活塞刚性连接,从而实现对活塞运动的约束。为使电磁力能按照期望的规律变化,研究中设计了变负载控制的闭环控制策略。仿真结果表明,应用该控制策略的变负载控制可以使活塞运动趋于稳定,从而实现对缸压的稳定控制。

摘要：总结归纳了连续体形状优化中的敏度分析方法,提出了近似—差分的敏度求解策略。该策略通过近似重分析对扰动结构进行快速分析,运用差分法进行计算得到结构响应量敏度值,从而克服了差分敏度求解计算量大的缺点,同时在结构小扰动情况下可保证近似结果精度。以可动边界关键点的虚拟位移为设计变量,建立连续体静动态形状优化模型。考察了不同类型约束下的形状优化算例,结果表明,所提方法和模型具有可行性和通用性。

摘要：基于谐响应组合近似重分析方法,提出了近似-差分敏度求解策略.数值算例表明,在结构小扰动下,近似-差分结果具有足够的精度反映敏度信息,并克服了差分敏度求解计算量大的缺点.以结构体积最小为目标,自由度振幅为约束,建立了谐响应下的连续体形状优化模型,实现了结构形状优化设计;通过数值算例对不同结构参数和激励下的优化结果进行了对比分析,结果验证了方法和模型的可行性和有效性.

摘要：为实现连续体结构动态形状优化设计,运用连续统敏度分析方法,得到了结构体积、固有频率的物质导数.在此基础上,采用控制点的虚拟位移为设计变量,运用一阶泰勒展开建立优化模型,设置设计变量的运动极限保证了优化迭代的稳健性.数值算例表明,该方法的实现不必修改有限元源程序,敏度计算所需的有限元分析次数少,适用于各类优化模型.