【技术实现步骤摘要】
一种阻尼复合加筋柱壳箱体结构的鲁棒拓扑优化设计方法
[0001]本专利技术涉及加筋柱壳箱体结构优化设计
，特别涉及一种阻尼复合加筋柱壳箱体结构的鲁棒拓扑优化设计方法。
技术介绍
[0002]大型舰船减速箱正朝着大功率、高速重载、轻量化、低振动噪声设计等方向发展。在船舶的减速系统中，加筋柱壳结构普遍应用于船舶的减速器箱体。船舶运行过程中，船舶的动力传动装置是主要的振动噪声来源之一，其中减速器箱体的振动辐射噪声主要是以结构噪声的形式通过箱体壁面振动向外辐射。随着科技的发展，舰船声隐身性越来越得到重视。舰船的声隐身主要是指躲避对方声呐探测以及提高自身有效攻击的能力。有研究表明：若舰船在水中航行时，若辐射的噪声增加6dB,那么对方声纳探测以及攻击距离将提高一倍，故对箱体进行减振降噪方法研究具有重要意义。
[0003]目前对于大型舰船减速箱的振动噪声优化设计，阻尼技术仍是常用方法之一。该方法也广泛应用于航空航天、航海、陆上交通、轻重工业、运动器材、建筑桥梁等各个领域的减振降噪设计。阻尼复合结构拓扑优化是轻量化设计下实现振...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种阻尼复合加筋柱壳箱体结构的鲁棒拓扑优化设计方法，其特征在于，包括：基于加筋柱壳箱体所在传动系统，构建工作载荷数据，基于所述工作载荷数据及加筋柱壳箱体，获取周向目标模态频率和所述周向目标模态频率下的振动响应值；对加筋柱壳箱体敷设约束阻尼材料，构建阻尼复合加筋柱壳箱体；基于阻尼复合加筋柱壳箱体，构建区间参数，并基于区间参数，获取区间参数下阻尼复合加筋柱壳箱体的模态损耗因子和相对不确定度，其中，所述区间参数及所述模态损耗因子为区间形式数据，所述区间参数包括阻尼材料厚度及阻尼材料弹性模量，所述阻尼材料弹性模量随周向模态频率及温度变化进行变化；基于模态损耗因子和周向目标模态频率下的振动位移响应值，构建目标函数，基于阻尼复合加筋柱壳箱体，构建设计变量及约束条件，通过对目标函数、设计变量及约束条件进行整合，得到区间鲁棒性拓扑优化模型；基于所述区间鲁棒拓扑优化模型，通过变密度法和优化准则法对所述设计变量进行更新，得到阻尼复合加筋柱壳箱体的最优拓扑设计构型。2.根据权利要求1所述一种阻尼复合加筋柱壳箱体结构的鲁棒拓扑优化设计方法，其特征在于：基于加筋柱壳箱体所在传动系统，构建工作载荷数据步骤包括：基于加筋柱壳箱体所在传动系统，构建柔性动力学模型，其中所述柔性动力学模型包括加筋柱壳箱体，传动轴及轴承；设置若干工况，基于若干所述工况，通过所述柔性动力学模型进行动力学仿真，获取不同工况下，轴承的不同方向载荷均值及载荷峰峰值，基于所述载荷均值及所述载荷峰峰值，构建工作载荷数据。3.根据权利要求2所述一种阻尼复合加筋柱壳箱体结构的鲁棒拓扑优化设计方法，其特征在于：基于所述工作载荷数据及所述加筋柱壳箱体，获取周向目标模态频率和所述周向目标模态频率下的振动响应值的步骤包括：基于所述加筋柱壳箱体，通过有限元软件构建加筋柱壳箱体模型，通过划分网格并设置边界条件对加筋柱壳箱体模型进行求解，获取模态频率及单元应变能分布，基于所述单元应变能分布，获取观测点；将所述工作载荷数据施加在柔性动力学模型的轴承上，对所述柔性动力学模型内的加筋柱壳箱体进行动态响应分析，获取振动位移响应，基于所述振动位移响应及所述模态频率，获取振动位移响应平均值，基于所述振动位移响应平均值对所述模态频率进行选取，获取周向目标模态频率及对应的振动响应值。4.根据权利要求3所述一种阻尼复合加筋柱壳箱体结构的鲁棒拓扑优化设计方法，其特征在于：构建区间参数并获取区间参数下阻尼复合加筋柱壳箱体的区间模态损耗因子和相对不确定度的具体步骤包括：基于所述单元应变能分布，对所述加筋柱壳箱体敷设约束阻尼材料，构建阻尼复合加筋柱壳箱体，基于所述阻尼复合加筋柱壳箱体，构建有限元动力学模型；基于所述有限元动力学模型，获取阻尼材料厚度...
【专利技术属性】
技术研发人员：栾圣罡，纪宏志，尹逊民，张东东，赵礼辉，栾福强，赵景顺，姚寿文，白影春，
申请(专利权)人：北京理工大学上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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