斜拉桥参数共振问题的数值研究

本文对斜拉桥拉索参数共振问题建立了多自由度数学模型,并对其进行了数值积分求解.通过对数值结果的分析指出,在一定条件下,拉索可能由于桥面振动的激发而发生参数共振现象,对桥梁的安全性带来不利影响.在对多个算例进行数值求解的基础上,本文进一步讨论了阻尼等的影响以及抑制拉索参数共振的可能的途径.     

分段线性材料桁架的位移灵敏度

本文推导了分段线性材料桁架结构的位移对截面积的灵敏度，并给出三杆桁架实例。指出了在材料性质发生突变处位移对截面积的灵敏度不连续、位移等值面不光滑：讨论了，采用准则法求解优化问题时的灵敏度计算和迭代公式，旨在指出文献中的错误。     

不同截面梁构件的刚度和稳定性优化设计

本文运用有限元分析与优化设计软件JIFEX，对五种常用截面梁结构的尺寸和形状进行了抗剪、抗弯、抗扭的刚度优化设计和在轴力、剪力作用下的结构稳定性优化设计。通过对优化设计的计算结果分析，得到了对工程设计有意义的若干结论。然后通过飞机结构中一种波形梁构件的优化，进一步讨论了波形梁的波数对结构稳定性和刚度的影响。     

JIFEX--有限元分析与优化设计软件系统

JIFEX是大连理工大学工程力学系/工程力学研究所/工业装备结构分析国家重点实验室联合研制开发的具有自主版权的新一代有限元软件.它在MS Windows9X/NT平台上将有限元分析和优化设计与前后置处理集成一体,具有全新的图形交互式用户界面和实时的计算可视化,利用AutoCAD建立有限元模型并实现了全自动的网格和数据生成,是我国有限元软件研制开发和应用的新成果.     

金属预成形优化设计及凝聚函数方法

研究了金属预成形设计中的形状优化设计问题及相应的求解算法,并讨论了凝聚函数在这类问题中的应用。金属预成形设计在本质上是一类反问题,给出采用形状优化设计方法求解这类问题的数学模型,讨论了目标函数构造方法对数值计算收敛性的影响。提出采用凝聚函数将∞-范数形式的形状误差函数转化为光滑可微的目标函数,显著提高了求解以金属预成形设计为背景的优化问题的收敛性。采用流动模型描述金属材料高温下的变形过程,利用基于梯度的数学规划方法求解了金属预成形优化设计问题。数值算例验证了所提出方法的有效性。     

挤压成形过程灵敏度分析及模具型腔参数优化设计

以高温下的挤压成形加工过程优化设计问题为背景,针对应变率相关粘性固体本构关系的材料稳态非弹性变形过程提出了形状灵敏度分析方法,并对算法的效率进行了讨论,在此基础上研究了挤压成形模具的形状优化设计问题的数学模型和数值求解算法。给出了挤压成形模具的二维形状优化设计算例,数值结果验证了所给出的灵敏度分析算法和优化设计模型的正确性和可用性。     

计算结构可靠度指标的修正迭代算法

针对一次二阶矩法可靠度指标分析中验算点的计算问题,提出一种新的修正迭代算法。基于对文献已有迭代算法无法收敛原因的认识和讨论,提出一个迭代迂回振荡的判据,并在检测到迭代迂回振荡后,在经典的HL-RF迭代算法的基础上采用插值技术引入验算点的校正解。数值算例表明:该修正迭代算法一定程度上克服了迭代过程迂回振荡的问题,与经典的HL-RF算法以及文献已有算法相比,在迭代的收敛性和稳定性方面具有优势。     

三维CAD/CAE一体化的参数化动态有限元建模

提出了一种基于CAD参数化技术与CAD／CAE一体化技术的参数化动态有限元建模方法，该方法解决了三维实体有限元建模中几何模型的描述与驱动、参数联动、模型自动更新等一系列问题，为先进的参数化有限元分析与优化设计提供了关键技术基础；阐述了三维参数化动态有限元建模方法中的若干关键技术，包括具有典型意义的基于AutoCAD／MDT二次开发环境ObjectARX的CAD／CAE集成方法、复杂三维组合曲面网格全自动生成算法、复杂三维实体的四面体网格全自动生成算法、面向对象的有限元模型描述方法，以及有限元模型的参数驱动方法等；建立了一个三维参数化形状优化设计应用原型系统。     

基于Taguchi方法的射孔枪多目标优化设计

基于Taguchi方法,以射孔枪管形状参数中的管半径、射孔枪孔眼半径和开孔数为3水平试验因素,设计出一个3因素3水平正交表,通过有限元数值试验,计算了结构的极限载荷和位移.通过对结果进行极差和方差分析,确定了形状参数对结构性能的影响水平,综合考虑极限载荷和最大径向位移,采用区间取值(RTV)综合评分法进行了多目标结构参数优化.分析发现管径增大导致极限载荷增加,孔径和孔数增大导致极限载荷减小;管径、孔径和孔数增大都导致径向位移增大;在各种参数中,孔径的影响最为明显.     

考虑瞬态响应的薄板结构阻尼材料层拓扑优化

讨论了敷设阻尼材料的薄板结构考虑瞬态响应时阻尼材料层的最优布局问题。基于SIMP方法构造人工阻尼材料惩罚模型和结构拓扑优化模型,以阻尼材料的相对密度作为设计变量,在给定阻尼材料用量的条件下,最小化结构瞬态位移响应的时间积分。由于结构整体呈现非比例阻尼特性,采用逐步积分法对结构的振动方程进行求解。通过伴随变量法得到目标函数对设计变量的灵敏度表达式,在此基础上采用基于梯度的移动渐近线方法求解。数值算例验证了优化模型与算法的合理性和有效性。