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桁架拓扑优化几何稳定性判定法和约束方案比较

论文摘要

为提高桁架结构几何稳定性的判定准确度和桁架拓扑优化结果的工程实用性,对桁架结构几何稳定性的判定方法和桁架结构拓扑优化问题中3种几何稳定约束方案的有效性进行了比较研究。首先结合简单桁架示例,对比了判定桁架结构几何稳定性的几种方法,给出评估桁架结构几何稳定性的一种简单流程;然后对处理桁架结构几何稳定性的3种常见约束方案,给出了对应拓扑优化问题的一个统一的半定规划(SDP)模型;最后结合算例讨论了3种几何稳定约束方案下的拓扑优化结果,说明了不同方案的有效性。结果表明,考虑附加载荷或全局稳定约束均不能保证优化后桁架结构的几何稳定性,但在约束值合理设置的情况下,考虑基频约束则可以保证。

论文目录

  • 1 桁架结构几何稳定性的判定
  •   1.1 桁架结构几何稳定性的判定方法
  •     1) 检查节点处连接杆件的情况
  •     2) 检查是否满足Maxwell准则
  •     3) 检查刚度矩阵K的正定性
  •     4) 检查结构平衡矩阵A是否行满秩
  •   1.2 对几何稳定性判定方法的讨论
  •   1.3 评估桁架结构几何稳定性的一种简单流程
  • 2 桁架结构几何稳定约束方案对比
  •   2.1 基于半定规划的优化问题建模
  •   2.2 桁架结构拓扑优化算例
  •     2.2.1 算例1———考虑附加载荷
  •     2.2.2 算例2———考虑基频约束
  •     2.2.3 算例3———考虑全局稳定约束
  •     2.2.4 算例4———不同约束方案对比
  •   2.3 对几何稳定约束方案的讨论
  • 3 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 郝宝新,周志成,曲广吉,李东泽

    关键词: 桁架拓扑优化,几何稳定性,半定规划,附加载荷,基频约束,全局稳定约束

    来源: 北京航空航天大学学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 中国空间技术研究院

    基金: 国家自然科学基金(11402281)~~

    分类号: V214.2;V414.2

    DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0624

    页码: 1663-1673

    总页数: 11

    文件大小: 492K

    下载量: 185

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/d51cb8eec39e259ec5a0b917.html