基于梁?jiǎn)卧匾缘臈U件結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法與應(yīng)用-研究

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1、目錄§4.3本章小結(jié)..........................................................................................................62第五章總結(jié)與展望........................................................................................................63§5.1全文總結(jié)............

2、..............................................................................................63§5.2研究展望..........................................................................................................64參考文獻(xiàn)....................................

3、.....................................................................................65致謝.................................................................................................................................68作者在攻讀碩士期間參加的科研項(xiàng)目及主要研究成果.........

4、.......................................69IV萬(wàn)方數(shù)據(jù)第一章緒論第一章緒論§1.1研究背景及意義§1.1.1研究背景隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人類(lèi)社會(huì)的工業(yè)化程度不斷提高,人們對(duì)生產(chǎn)生活中各種各樣的產(chǎn)品提出了更高的需求。這就要求企業(yè)能夠高效地研發(fā)出適應(yīng)用戶(hù)需求的產(chǎn)品,并且盡可能縮短設(shè)計(jì)周期,降低研發(fā)成本。傳統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式的主要缺點(diǎn)之一在于無(wú)法在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)階段就預(yù)見(jiàn)其設(shè)計(jì)制造的全過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題及其產(chǎn)生因素,導(dǎo)致產(chǎn)品在設(shè)計(jì)完成后,甚至是生產(chǎn)出來(lái)后才發(fā)現(xiàn)

5、各種問(wèn)題,從而不得不對(duì)最初的方案進(jìn)行修改,導(dǎo)致研發(fā)周期延長(zhǎng),生產(chǎn)成本提高,削弱[1]了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著20世紀(jì)90年代以來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)逐漸成為機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)中的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。近年來(lái),結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在理論、方法、以及應(yīng)用等層面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,并廣泛應(yīng)用于企業(yè)的設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中,為人們追求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工[2]程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了有力的幫助,成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的核心內(nèi)容之一。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展是數(shù)值方法、數(shù)學(xué)規(guī)劃、計(jì)算

6、機(jī)科學(xué)以及各個(gè)工程學(xué)科交叉的結(jié)果,這使得結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有更大的難度和復(fù)雜性。它不僅要以有限元方法等數(shù)值方法作為分析手段,還要進(jìn)一步分析結(jié)構(gòu)力學(xué)的性態(tài)以及在不同工況下的響應(yīng)?,F(xiàn)代結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法要為各種工程中的實(shí)際問(wèn)題提供解決方案,在某些情況下,還要對(duì)數(shù)值求解方法進(jìn)行必要的改進(jìn),甚至發(fā)展專(zhuān)門(mén)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法。所以,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技[3]術(shù)是一門(mén)綜合性、應(yīng)用性都很強(qiáng)的技術(shù)。目前,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究十分豐富,研究層次更加深入,范圍更加廣泛。從較簡(jiǎn)單的尺寸優(yōu)化到結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化,再到更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),都是

7、這[4]一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。研究對(duì)象也從簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到大型復(fù)雜結(jié)構(gòu),針對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)多體動(dòng)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、氣動(dòng)彈性力學(xué)、聲學(xué)等多物理場(chǎng)集成的系統(tǒng)優(yōu)[5]化設(shè)計(jì)也逐漸發(fā)展起來(lái)。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)也很活躍,除了有兩個(gè)專(zhuān)門(mén)的雜志EngineeringOptimization和StructuralOptimization,以結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)為主題的文章在各類(lèi)相關(guān)的期刊上也占有很大的比例,相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議十分頻繁。另一方面,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在工程中的應(yīng)用也在蓬勃發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了航空航天、船舶、

8、汽車(chē)、機(jī)械、土木等行業(yè),針對(duì)的問(wèn)題性質(zhì)包含性能優(yōu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)、以及可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)等諸多方面。同時(shí),與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中被廣泛應(yīng)用,如美國(guó)Altair公司的Altair創(chuàng)新平臺(tái)和德1萬(wàn)方數(shù)據(jù)基于梁?jiǎn)卧匾缘臈U件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用研究國(guó)FEDesign公司的TOSCA,都是非常受歡迎的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,許多CAE軟件也帶有不同的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)功能,如國(guó)內(nèi)常用的Nastran、Abaqus、ANSYS等等??偟膩?lái)說(shuō),隨著數(shù)值方法在工程中

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