具有最小應(yīng)力集中的缺口形狀優(yōu)化方法研究.pdf

1、影響材料或結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的因素很多，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺口、圓角等引起的應(yīng)力集中對(duì)疲勞強(qiáng)度有顯著的影響。而結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)化就是通過(guò)改變區(qū)域的幾何形狀來(lái)改善結(jié)構(gòu)的特性，達(dá)到某種意義下的最優(yōu)，其中討論更多的是降低應(yīng)力集中，改善應(yīng)力分布狀況。本文針對(duì)缺口類零件的應(yīng)力集中問(wèn)題，提出一種參數(shù)化形狀優(yōu)化方法，并對(duì)其進(jìn)行了深入的研究。 1.簡(jiǎn)要介紹了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展概況，概括了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的三個(gè)層次，對(duì)形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外研究作了綜述，進(jìn)而提出本課題

2、所要研究的內(nèi)容和采用的方法。 2.介紹了一般優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念和數(shù)學(xué)模型。對(duì)于本課題研究的形狀優(yōu)化問(wèn)題，重點(diǎn)闡述了兩種優(yōu)化算法：懲罰函數(shù)法和共軛梯度法。同時(shí)介紹了有限元分析軟件ANSYS及其優(yōu)化方法，探討了在運(yùn)用ANSYS優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化分析時(shí)的一些注意點(diǎn)和技巧。 3.對(duì)于缺口的形狀優(yōu)化問(wèn)題，提出了用“超圓”和“超橢圓”曲線方程參數(shù)化描述缺口的邊界曲線，并選擇描述曲線的參數(shù)作為形狀優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量，以結(jié)構(gòu)的最大VonMises