簡諧力激勵下的結構動力優(yōu)化設計.pdf

1、結構動力優(yōu)化設計的研究在當前結構設計領域中占有重要的地位。通過改變結構的尺寸參數(shù)、幾何形狀、拓撲和布局等優(yōu)化設計的角度入手，使得結構的固有頻率、振型、位移響應等結構動力特性滿足設計要求，效果顯著。本文簡述了結構動力優(yōu)化設計的研究背景，回顧了近年來結構動力學優(yōu)化設計研究的發(fā)展與現(xiàn)狀。在此基礎上，研究了簡諧載荷激勵下的結構拓撲優(yōu)化設計。同時，設計了一種雙足反向型直線超聲電機。論文的主要工作如下：
　　1、簡單介紹了多項式材料插值模型以

2、及移動漸進算法的推導過程。通過一個經典算例驗證拓撲優(yōu)化的網格依賴性，懲罰因子、過濾半徑、材料體積保留分數(shù)的取值大小對拓撲優(yōu)化計算結果的影響。
　　2、基于變密度法開展了簡諧載荷激勵下結構位移響應幅值最小為目標、結構體積為約束的拓撲優(yōu)化設計研究，建立了完整的拓撲優(yōu)化模型與方法，同時，分析了靜力載荷對結構位移響應及最優(yōu)結構的影響。采用模態(tài)疊加法求解簡諧載荷下的結構位移響應，利用不完備振型疊加法進行結構位移響應靈敏度分析，通過引入多項式

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系，從而消除動力學拓撲優(yōu)化過程中局部模態(tài)現(xiàn)象。使用網格過濾法避免優(yōu)化過程中的棋盤格現(xiàn)象，采用移動漸進算法求解該拓撲優(yōu)化問題。最后采用Matlab語言編程，通過算例驗證了所提模型與方法的可行性。
　　3、為實現(xiàn)成對微部件反向同步動作的精密定位,設計了一種雙足反向型直線超聲電機。該電機以矩形板面內一階縱振和二階彎振模態(tài)為工作模態(tài)，通過三角形結構將激勵振動放大并在驅動足位置形成橢圓運動，從