一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法技术

技术编号:40089579 阅读:15 留言:0更新日期:2024-01-23 15:59
本发明专利技术属于结构优化相关技术领域,并公开了一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法。该方法包括下列步骤:S1有限元网格划分待优化设计的网格加强筋结构的设计域,求解每个单元中心点处的水平集函数;S2获取每个单元的单元密度,构建加强筋间距的约束条件使得相邻加强筋之间的宽度、间距均匀;S3求解网格加强筋结构的基本特征频率;S4以网格加强筋结构的基本特征频率最大化为优化目标,加强筋的宽度、间距和体积为约束条件,权重系数和控制加强筋宽度的投影阈值参数作为设计变量构建网格加强筋结构的优化模型,求解该优化模型直至满足预设终止条件,进而实现优化设计。通过本发明专利技术,解决网格加强筋结构的形状和拓扑优化的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于结构优化相关,更具体地,涉及一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法


技术介绍

1、网格加强筋结构(grid stiffened structures)是一种轻型加固结构,由基体和依附在基体上的加强筋组合而成,其特点是交叉加强筋形成重复的网格图案。在工程应用中,网格加强筋被广泛用于改善结构性能。其具有高比强度、高比刚度、高稳定性等优良力学性能,以及减振、抗屈曲等方面的能力。目前网格加强筋结构已广泛应用于航空航天、车辆、船舶,建筑等领域。

2、传统的网格加强筋结构是等密度的,一般由成行或成列的直柱或肋条组成。然而在实际应用中,结构各个部分承受着不同的载荷。尤其在考虑承受复杂振动的工况下,为了使材料性能得到充分发挥,避免产生共振,应该对网格加强筋结构进行固有频率优化,确定材料的最佳密度分布,使得在同样重量的情况下,最大化网格加强筋结构的固有频率。而基本(一阶)特征频率作为结构固有频率中的一个关键要素,将其作为目标函数进行优化同样具有重要意义。

3、近年来,曲线网格加强筋结构越来越受到关注。近期研究表明,由弯曲和非本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:

2.如权利要求1所述的一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法,其特征在于,在步骤S1中,所述水平集函数按照下列关系式进行:

3.如权利要求1或2所述的一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法,其特征在于,在步骤S2中,所述单元密度按照下列步骤进行:

4.如权利要求3所述的一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法,其特征在于,在步骤S22中,所述密度函数按照下列关系式进行:

5.如权利要求3或4所述的一种基于水平集和变密度法的加强...

【技术特征摘要】

1.一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:

2.如权利要求1所述的一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法,其特征在于,在步骤s1中,所述水平集函数按照下列关系式进行:

3.如权利要求1或2所述的一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法,其特征在于,在步骤s2中,所述单元密度按照下列步骤进行:

4.如权利要求3所述的一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法,其特征在于,在步骤s22中,所述密度函数按照下列关系式进行:

5.如权利要求3或4所述的一种基于水平集和变密度法的加强筋结构频率优化方法,其特征在于,在步骤s23中,所述单元密度按照下列关系式进行:

6.如权利要求1或2所述的一种基于水平...

【专利技术属性】
技术研发人员:夏奇章一帆黄卓
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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