無阻尼及阻尼結(jié)構(gòu)BESO法拓撲減振動力學(xué)優(yōu)化.pdf

1、在對工程結(jié)構(gòu)減振降噪的研究中，附加阻尼材料的方式已得到廣泛應(yīng)用，工程結(jié)構(gòu)有不同的性能需求，過于僵化的優(yōu)化目標未必能得到最優(yōu)的阻尼材料鋪設(shè)布局；且對結(jié)構(gòu)材料及質(zhì)量有特殊要求的工程領(lǐng)域中，對原結(jié)構(gòu)本身減振方法的尋求仍不可忽略?；谝陨蠁栴}，本文提出約束阻尼結(jié)構(gòu)及無阻尼結(jié)構(gòu)在不同優(yōu)化目標下的最優(yōu)拓撲優(yōu)化算法，分析大綱如下：
　?。?）通過對雙向漸進法（BESO）在結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化中的發(fā)展歷程總結(jié)，闡述了該方法在結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化領(lǐng)域的優(yōu)越性，總結(jié)

2、了該算法現(xiàn)存的弊端。雙向漸進法對最優(yōu)拓撲構(gòu)型的尋優(yōu)方式使其具有高效性，但優(yōu)化過程中易出現(xiàn)構(gòu)型更新停滯問題?；谝陨蠁栴}，提出了在結(jié)構(gòu)優(yōu)化流程中單元刪除率和添加率新的定義方式，有效抑制了震蕩循環(huán)現(xiàn)象，且進一步提高了優(yōu)化效率。
　?。?）基于虛功原理構(gòu)建了約束阻尼結(jié)構(gòu)動力學(xué)有限元模型，推導(dǎo)出約束阻尼結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)表達式并求解了模態(tài)阻尼比和模態(tài)損耗因子靈敏度算式；建立以模態(tài)阻尼比最大化為優(yōu)化目標的數(shù)學(xué)模型，通過算例，結(jié)果構(gòu)型的模態(tài)阻尼比

3、得到提升，優(yōu)化過程流暢無震蕩，對比不同算法下的模態(tài)參數(shù)變動幅度，以及結(jié)果構(gòu)型合理性，驗證了改進的雙向漸進法的有效性。
　?。?）構(gòu)建無阻尼結(jié)構(gòu)的動力學(xué)有限元模型，推導(dǎo)出無阻尼結(jié)構(gòu)的振動微分方程，求得無阻尼結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)表達式并求解了頻率、位移及剛度靈敏度算式；建立以結(jié)構(gòu)體積最小為優(yōu)化目標，以結(jié)構(gòu)固有頻率約束以及位移約束為限制條件的多目標拓撲優(yōu)化模型。通過算例，改進的雙向漸進優(yōu)化算法下，無阻尼結(jié)構(gòu)前三階頻率均得到提升，在頻率約束下所