簡諧力激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究在當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中占有重要的地位。通過改變結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)、幾何形狀、拓?fù)浜筒季值葍?yōu)化設(shè)計(jì)的角度入手，使得結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型、位移響應(yīng)等結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性滿足設(shè)計(jì)要求，效果顯著。本文簡述了結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究背景，回顧了近年來結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的發(fā)展與現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，研究了簡諧載荷激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，設(shè)計(jì)了一種雙足反向型直線超聲電機(jī)。論文的主要工作如下：
　　1、簡單介紹了多項(xiàng)式材料插值模型以

2、及移動(dòng)漸進(jìn)算法的推導(dǎo)過程。通過一個(gè)經(jīng)典算例驗(yàn)證拓?fù)鋬?yōu)化的網(wǎng)格依賴性，懲罰因子、過濾半徑、材料體積保留分?jǐn)?shù)的取值大小對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算結(jié)果的影響。
　　2、基于變密度法開展了簡諧載荷激勵(lì)下結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)幅值最小為目標(biāo)、結(jié)構(gòu)體積為約束的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究，建立了完整的拓?fù)鋬?yōu)化模型與方法，同時(shí)，分析了靜力載荷對(duì)結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)及最優(yōu)結(jié)構(gòu)的影響。采用模態(tài)疊加法求解簡諧載荷下的結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)，利用不完備振型疊加法進(jìn)行結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)靈敏度分析，通過引入多項(xiàng)式

3、材料插值懲罰模型建立單元偽密度與材料屬性之間的關(guān)系，從而消除動(dòng)力學(xué)拓?fù)鋬?yōu)化過程中局部模態(tài)現(xiàn)象。使用網(wǎng)格過濾法避免優(yōu)化過程中的棋盤格現(xiàn)象，采用移動(dòng)漸進(jìn)算法求解該拓?fù)鋬?yōu)化問題。最后采用Matlab語言編程，通過算例驗(yàn)證了所提模型與方法的可行性。
　　3、為實(shí)現(xiàn)成對(duì)微部件反向同步動(dòng)作的精密定位,設(shè)計(jì)了一種雙足反向型直線超聲電機(jī)。該電機(jī)以矩形板面內(nèi)一階縱振和二階彎振模態(tài)為工作模態(tài)，通過三角形結(jié)構(gòu)將激勵(lì)振動(dòng)放大并在驅(qū)動(dòng)足位置形成橢圓運(yùn)動(dòng)，從