振动试验夹具动力学设计的综合优化方法

针对夹具设计中容易出现的振动频率低,传递特性差和能量消耗多等问题,提出综合使用拓扑优化和参数优化对夹具进行优化设计的方法.根据振动试验夹具的实际应用和设计原则,利用拓扑优化得到夹具合理的总体布局,用参数优化调整夹具的几何参数,使设计出的夹具能够满足设计要求.以某夹具设计为实例,通过Patran/Nastran有限元分析软件作为仿真分析平台,交替采用拓扑优化和参数优化对夹具进行设计与改进,得出满足要求的振动夹具设计方案,并经过试验证明了设计的有效性.本研究方法对其他结构的动力学设计亦具有一定参考价值.     

运用拓扑优化的结构损伤定位

以结构共振频率和结构某点的反共振频率为基础,对拓扑优化中的渐进结构优化法应用于结构损伤定位的可行性进行了研究。基于结构共振频率和反共振频率的灵敏度分析,建立了损伤定位的数学模型,提出了利用渐进结构优化法进行损伤定位的策略。针对单一和多处损伤结构,分别给出了损伤定位的数值算例,对不同的损伤结构予以讨论,并准确识别出了损伤位置。结果表明,在已经测得结构损伤前后共振频率和反共振频率的基础上,渐进结构优化法能够在整个结构区域内寻找损伤点,有较好的搜寻效果。     

利用拓扑优化的结构微小损伤定位研究

以结构模态参数主要是结构共振频率和结构某点的反共振频率为基础,结合拓扑优化中的渐进结构优化法,讨论了其在微小损伤结构的损伤定位中应用的可行性。文章中给出了结构共振频率和反共振频率的灵敏度,建立了损伤定位的数学模型,提出了针对微小损伤结构的损伤区域逼近方法,并结合进化法提出了合适的进行损伤定位的策略。最后针对本文所提的微小损伤结构,给出了算例进行验证。算例表明,渐进结构优化法在结构整个区域寻找损伤点,即使对于微小的损伤结构也可以有很好的搜寻效果