復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度一體化優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、拓?fù)鋬?yōu)化是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的方法之一，運(yùn)用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，在優(yōu)化宏觀結(jié)構(gòu)的同時(shí)，可以同步進(jìn)行材料微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以消除結(jié)構(gòu)和材料的界限，進(jìn)一步挖掘材料的潛力。隨著多尺度方法的發(fā)展，從宏觀和細(xì)觀等多個(gè)尺度層面對結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，成為拓?fù)鋬?yōu)化領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
　　本文以單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料為研究對象，研究了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度一體化設(shè)計(jì)方法。首先采用基于能量的均勻化方法，研究了細(xì)觀尺度上的材料微結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對主要優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行討

2、論分析。在此基礎(chǔ)上，比較了常用的復(fù)合材料插值模型和增強(qiáng)方法，對中線增強(qiáng)和拓?fù)湓鰪?qiáng)兩種增強(qiáng)方式進(jìn)行研究，并通過算例實(shí)現(xiàn)，與理論值比較，驗(yàn)證了該方法的可行性。
　　建立了剛度最大化問題多尺度拓?fù)鋬?yōu)化模型，引入尺度分離的思想，研究了宏觀與細(xì)觀分步優(yōu)化策略，以懸臂梁和簡支梁結(jié)構(gòu)為例，采用中線增強(qiáng)法，實(shí)現(xiàn)了基于單一微結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度優(yōu)化設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了本文方法的有效性。
　　最后，本文考慮了宏觀與細(xì)觀的尺度關(guān)聯(lián)，研究了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)