基于疲勞壽命分析的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用研究.pdf

1、漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化(ESO)方法是拓?fù)鋬?yōu)化方法中的一個重要分支，雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化(BESO)方法在其基礎(chǔ)上，解決了單元誤刪除，結(jié)構(gòu)棋盤狀分布以及網(wǎng)格依賴性等問題?，F(xiàn)存的漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法主要是基于應(yīng)力分析的，但由于工程應(yīng)用中疲勞破壞引起的結(jié)構(gòu)斷裂對安全生產(chǎn)和工程機(jī)械的使用壽命產(chǎn)生的巨大影響，因此在設(shè)計(jì)重型機(jī)械的核心部件時(shí)將疲勞壽命分析作為一個參考因素就顯得尤為重要。
　　第一部分根據(jù)單軸疲勞壽命估算方法得到結(jié)構(gòu)中各單元的疲勞壽命，然后根據(jù)

2、疲勞壽命的大小移除那些壽命值相對較高的單元。考慮到單元誤刪除、棋盤狀分布和網(wǎng)格依賴性的影響引入過濾機(jī)制，并對過濾網(wǎng)格進(jìn)行改進(jìn)，考慮到各方向壽命變化的梯度影響將過濾網(wǎng)分為四個部分并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化計(jì)算。
　　第二部分通過研究分析現(xiàn)有的MATLAB結(jié)構(gòu)優(yōu)化法，開發(fā)出全新的MATLAB與ABAQUS結(jié)合的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的系統(tǒng)。將ABAQUS作為有限元計(jì)算和建模的前處理器，根據(jù)其計(jì)算得出的各單元應(yīng)力分布情況使用MATLAB編寫疲勞壽命計(jì)算和拓?fù)鋬?yōu)

3、化計(jì)算的相關(guān)程序。
　　第三部分結(jié)合工程應(yīng)用的實(shí)際需求，引入多軸疲勞分析的概念。使用Wang-Brown多軸載荷循環(huán)計(jì)數(shù)法對非比例變幅載荷的加載進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)，隨后使用一種基于降維思想的多軸疲勞損傷模型對單元的疲勞壽命進(jìn)行估算，緊接著采用線性損傷累積準(zhǔn)則對各載荷循環(huán)的疲勞損傷進(jìn)行累積。最終根據(jù)多軸疲勞分析得到的疲勞壽命進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。并以推耙機(jī)中的H型架橫梁模型為工程實(shí)例進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，解決了推耙機(jī)H型架橫梁在實(shí)際工作中損