剛架結構動力學形狀優(yōu)化.pdf

1、本文將用于靜力學和動力學約束下的桁架結構形狀優(yōu)化的漸進移動法推廣到剛架結構的動力學形狀優(yōu)化設計.在剛架結構的動力學形狀優(yōu)化設計中,關鍵的一項工作就是計算頻率靈敏度.剛架結構由平面梁單元或空間梁單元組成,在計算頻率對剛架結構形狀優(yōu)化的設計變量——結點坐標的靈敏度時,需用到單元剛度矩陣和質量矩陣對結點坐標的導數(shù).而對于剛架結構其單元剛度矩陣和質量矩陣對結點坐標的導數(shù)計算比較繁瑣,工作量很大,而且沒有通用性.為了簡化計算,本文采用矩陣的一階差

2、分代替一階導數(shù)的方法來計算剛架結構的頻率靈敏度,這種方法的優(yōu)點是計算工作量小,通用性強,不受單元矩陣階數(shù)和復雜度的影響.對于頻率約束下的剛架結構,采用漸進移動法對剛架結構進行形狀優(yōu)化設計時,根據(jù)有限元分析結果計算結點頻率靈敏度數(shù),優(yōu)化過程從初始設計點開始,優(yōu)先移動靈敏度數(shù)高的結點.在每次的循環(huán)過程中,搜索方向由靈敏度分析確定.在逐漸滿足頻率約束的條件下,使結構重量達到最小.本文利用有限元分析軟件ANSYS的內嵌參數(shù)化設計語言APDL進行