基于满应变准则的大规模桁架结构的最小柔度设计

针对大规模桁架结构,推导出一种结构优化设计方法。其设计目标为整个结构的柔度最小,也即刚度最大;采用的力学准则为满应变设计准则;在整个桁架结构重量满足一定约束的前提下,通过优化各杆件截面积,达到整体柔度最小。仿真结果表明,该方法可以在有限迭代步数下实现桁架结构总体柔度最小。将两次迭代所有杆截面积之差总和作为停机准则,随着停机准则的减小,整个计算所用迭代次数逐渐增大,所需计算时间也逐渐增长。在实际应用中,应根据实际需求和成本限制综合确定停机准则。

基于APDL的结构拓扑优化程序开发及在C919客机舱门铰链臂设计中的应用

为使结构在相同甚至更少质量下获得更大的刚度,并让设计过程更加科学和高效,根据拓扑优化技术利用APDL对ANSYS进行二次开发,并与基准算例比较验证该程序的有效性,实现结构的轻量化设计.将所开发的程序用于C919客机舱门铰链臂结构的最小柔度设计,获得比2种原始设计方案刚度更大的轻质拓扑构型,具有一定的实际参考价值.所开发的程序具有如下优点:适用于低阶单元,极大提升计算效率;可扩展到包括实体单元在内的各种单元类型,如梁、板和壳等,有效增加结构模型的应用范围;引入并实现FILTER技术以避免使用低阶单元优化时出现棋盘格现象;具有针对拓扑优化结果的有特色的后处理模块.