摘要：针对城市地下建设分体式管廊模具浇筑混凝土重量大,导致模具支撑架结构存在刚强度不足、质量过大的问题,对支撑架结构静态和动态性能进行了研究。提出以支撑架结构静态载荷下刚度最大和动态低阶固有频率最大为目标,采用折衷规划法和平均频率法对支撑架结构进行拓扑优化,得到结构单元密度图,找出支撑架结构的薄弱位置,进而对支撑架结构尺寸参数设计。通过建立尺寸参数优化的数学模型,对支撑架厚度参数进行优化。分析数据结果表明:优化后的支撑架结构不仅提高了力学性能和抑制振动能力,而且支撑架实现轻量化,质量减轻了26%,达到较为理想的优化目标。

摘要：训练舱舱体作为低压模拟设备的结构支撑,其主要破坏形式是由于舱体壁承受的压差载荷,加剧了应力集中部位的疲劳损伤,从而导致结构部分失效。针对负压大型舱体结构的疲劳损伤问题,以企业某型低压舱为原型,创建包括内加强筋、过渡舱在内的几何模型,进行了静力学和动力学分析,确保结构设计的合理性;同时,采用三点雨流法统计并获取对应的循环载荷谱;选择Goodman方程进行平均应力的修正,提高预测的准确性;最后,利用舱体材料的S-N曲线和Corten-Dolan法则,对其结构进行疲劳寿命预测分析,获取了危险单元部位在对应循环载荷作用下的循环次数、疲劳损伤和雨流矩形图。仿真结果表明:疲劳损伤严重部位的损伤值为1.018×10^(-5),局部可循环次数为9.822×10^(4)次,预计可使用寿命达15年左右;由雨流矩形图可知,平均应力主要集中在202.1~281.7 MPa之间,最大应力幅为211.8 MPa,平均应力以拉应力为主。

摘要：针对现有民用压力舱体存在质量过大,在模拟不同工况时因刚强度不足而发生失效,结构安全性较低的问题,这里以休闲舱结构为研究目标,深入研究其结构的静动态性能。通过构建多目标函数模型并在HyperMesh软件中定义,进行静动态拓扑优化,并获取舱体的单元密度图,分析确定其薄弱区域,同时对休闲舱加强筋结构重新布局并建模;为实现结构轻量化目标,通过构建尺寸优化的函数模型,对各区域加强筋和舱体壁面厚度参数进行优化。优化结果显示:优化后的休闲舱质量减少11.58%,前三阶固有频率分别提高了8.06%、8.34%、9.68%,最大变形量减少0.633mm,最大等效应力降低10.8MPa,在提高舱体结构安全性的同时实现了一定程度的轻量化。