摘要：传统的拓扑优化设计通常基于单材料与确定性条件,往往难以兼顾结构性能的稳健性。针对实际工程中载荷不确定性问题,研究多材料结构稳健拓扑优化设计方法。基于有序各向同性微结构材料惩罚模型法(Ordered-Solid Isotropic Microstructures with Penalization,Ordered-SIMP),进行多材料插值模型表征。构建载荷概率分布条件下结构柔度均值与标准差的加权目标函数,辅以体积约束。针对载荷满足随机场分布时,采用Karhunen-Loève展开将载荷随机场变换为有限个不相关的载荷随机变量加权和,并借助稀疏网格数值积分方法,将多材料结构稳健拓扑优化转化为求解一组多工况加权多目标确定性拓扑优化设计问题。通过数值算例验证所提方法的有效性与优化结果的稳健性。结果表明:针对不同材料组合方案,均能有效获得良好的多材料拓扑构型;与确定性设计相比较,稳健设计具有不同的材料布局方案,且结构性能更加稳定。

摘要：提出了一种考虑周期性几何约束的结构稳健拓扑优化设计方法。针对线弹性体结构,提出了载荷不确定性条件下周期性结构稳健拓扑优化模型;推导了周期性结构柔度均值与方差的敏度数表达式,并基于软删双向渐进结构优化法提出了载荷不确定性条件下的周期性结构稳健拓扑优化设计方法。2个不同约束条件下的实例表明:本文提出的优化模型稳定性较好;考虑载荷不确定性得到的结构与确定性载荷下得到的结构有很大的区别,且稳健性优化设计得到的结构更加稳定。

摘要：针对一种新型带振动底座的弹药传输机械臂的轨迹跟踪控制问题,设计一种鲁棒控制器。阐明了弹药传输机械臂的工作原理以及三维模型,利用第二类拉格朗日方法建立了弹药传输机械臂动力学模型。在控制力范数有界的假设下,基于分段线性控制算法以及计算力矩法,设计了反馈控制器。控制律表现为增益可变的比例微分控制,在动态过程中,控制器增益根据系统当时状态偏差以阶跃方式按设定规律作相应改变,当系统接近或达到终端状态时,控制器的增益趋于动态平衡状态。控制力输入总是满足给定的约束条件。采用龙格库塔法在MATLAB环境下进行数值仿真。结果表明,该控制器能很好地抑制基座的振动以及载荷不确定性带来的影响,满足自动装弹机的精确快速轨迹跟踪控制,具有良好的鲁棒性。

摘要：实际工程中四杆塔机附着装置为一次超静定结构,通过结构力学等理论可以推导出附着装置支撑反力的解析表达式。然而面对安装形式多变的四杆结构,往往需要专业人员重新推导计算,给项目施工带来难度。为提高方案制定效率,减少计算量,以深圳市某项目安装一台塔机为例,借助有限元分析软件来分析,建模方式灵活,可应对各种结构形式,分析结果准确性高。另外,通过试验设计方法(Design of Experiment,DoE)解决了载荷不确定的情况下附着杆的内力分析,对附着方案的设计和结构改进具有重要意义。

摘要：设备疲劳设计中存在诸多不确定因素,而使用概率方法可以辅助设计。为得到某平板封头连接区域疲劳可靠性,本文考虑结构几何尺寸和载荷不确定性,使用可靠性分析方法对其进行疲劳可靠性分析。计算结果表明,几何尺寸不确定因素对结构疲劳寿命不确定性影响不能忽略。同时,提出一种基于6σ概念求解载荷不确定性的疲劳可靠性计算方法,其可与几何不确定性可靠性计算方法结合使用得到综合考虑几何载荷不确定性的结果。