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      1. 歡迎進入閥門技術在線

        自適應漸進結構優化法的調節閥結構研究

        稿件來源:《北京理工大學學報》 期刊  作者:唐騰飛 點擊:25次 發布時間:2019-11-18
         
        【摘要】

        傳統漸進結構優化法ESO的參數刪除率和進化率保持固定,降低了優化過程收斂速度和結構穩定性.文中通過構造一種基于罰值選擇與結構信息的參數自適應算法,使得參數隨優化迭代過程進行而變化.分析典型算例結果,合適選擇罰值的參數自適應漸進結構優化方法解決了傳統漸進結構優化方法中參數固定且難以選擇的問題,提高了優化過程中優化速度與結構穩定性.將此方法應用于調節閥設計,優化后調節閥剛度提高10%,說明參數自適應漸進結構優化方法可高效拓展至三維結構優化,并為閥門類結構設計提供參考.


        【正文試讀】

        1 前言

        結構拓撲優化是一種針對給定結構設計域的初始優化設計.在給定的約束條件下,它通過在設計域內尋找合適的材料分布或者結構形式的分布,使得目標函數達到最優.20世紀80年代前的結構優化研究主要集中在設計部件的尺寸、形狀優化,自從1988年Bendsse針對拓撲優化創造性的研究,將微結構復合材料引人結構優化,解決了各種優化方法用于拓撲結構優化的難題,隨后的幾十年內,拓撲優化方法得到了迅猛發展. Xie 等[2]提出了漸進結構優化方法ESO,屬于結構拓撲優化方法的一種.

        ESO方法通過逐步刪除設計域結構中具有低效單元靈敏度的材料,最終得到優化結構[3].因其方法原理簡單且易于理解,并在工程實踐中具有良好的應用性,得到了科研人員與工程師的廣泛關注.

        目前,ESO方法已經應用于車輛結構設計、蝶閥結構設計等方面并獲得很好的效果[4-6].在ESO方法中,刪除率RR和進化率ER控制著優化結果的優化趨勢,屬于關鍵的影響參數.刪除率RR和進化率ER兩參數設置過大,會導致構不穩定甚至優化失敗;參數設置過小,會使得優化過程中刪除單元量增加,從而引起可能的結優化過程十分漫長,效率低且計算量增加
        本文針對傳統漸進結構優化法中存在的上述問題,提出了優化過程中參數自適應的方法,并引人約束罰函數,達到優化過程快與優化結果穩定目標.


         
         
        【關鍵詞】:漸進結構優化方法; 參數自適應; 結構拓撲優化; 調節閥
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