避碰组合多项式凸轮型线及其优化设计

构造了一种避碰组合多项式凸轮型线 ,可适应内燃机高压缩比、小余隙容积和配气凸轮较大时面值的要求。给出了型线的设计方法。在三自由度模型动力分析的基础上 ,建立了以凸轮型线时面值为目标函数、以机构动力性能及强度等为约束条件的动态优化设计模型。数值算例表明 ,该型线在保证机构充气性能和动力性能的同时 ,避碰效果非常明显 ,有利于在结构许可的范围内减小余隙容积 ,提高内燃机综合性能     

结构畸变比能处理的应力约束全局化的连续体结构拓扑优化

该文根据von Mises强度准则的畸变比能本质,计算单元畸变比能替代应力约束;依照应力全局化策略,定义结构畸变比能约束概念,求解应力约束下重量最小的连续体结构拓扑优化问题,急剧地减少了应力约束。构造许用应力和结构最大应力的比值含参数幂函数,对约束限进行动态修正。基于ICM(Independent Continuous and Mapping,独立、连续、映射)方法,采用指数型快滤函数建立了结构在畸变比能约束下的结构拓扑优化模型,并选取精确映射下的序列二次规划进行求解。数值算例表明:采用修正的结构畸变比能的应力全局化策略,对于结构拓扑优化问题的求解是有用和高效的。该文提出的方法对解决工况间存在病态载荷的问题也是有益的。     

X6V柴油机配气机构的分析计算

建立了柴油机配气机构任意自由度的分析模型 ,并对 X6 V柴油机配气机构进行了较精确的分析。用三维有限元模型分析计算了复杂叉型摇臂的应力分布情况 ,获得了摇臂的精确刚度和质量分布 ,便于机构的精确计算 ;将摇臂的等效刚度和质量代入机构动力分析模型中 ,对机构进行动力分析。在动力分析的基础上 ,进一步了解了各主要部件的强度和动力性能。     

基于满应力准则的膜结构截面优化

为了得到满足应力约束的膜结构的最优设计,根据满应力准则和静定化假设对应力约束下的膜结构的截面进行了优化设计.以膜单元的设计厚度与初始厚度的比值为设计变量,通过设计变量的量纲一化实现了设计变量的连接.用MSC.PCL(Patran command language)语言对MSC.Nastran&Patran软件进行二次开发,完成了膜结构优化程序.算例证明了程序算法的可靠性和高效性.     

电磁波导半解析辛解法的二维算例

为了解决复杂形状横截面的电磁波导问题,根据电磁波导的Hamilton体系,在辛几何形式下采用有限元半解析横向离散的方法进行求解。该方法可应用于任意各向异性材料,而且便于处理不同区段的边界条件。同时,给出了一个用半解析辛解法计算二维矩形波导的具体算例,其本征值2.43758μm~(-1)与分析解的本征值2.47596μm~(-1)接近,表明这一方法是有效的。     

结构拓扑优化的发展及其模型转化为独立层次的迫切性

回顾了结构拓扑优化的发展过程,叙述了结构拓扑优化的研究现状,阐述了各种常用的拓扑优化方法。结合作者在结构拓扑优化方面的研究工作,介绍了ICM(独立、连续、映射)方法,并通过连续结构和离散结构的典型数值算例说明了将结构拓扑优化的模型转化为独立层次进行研究的迫切性和重要性。     

基于响应面方法的板壳结构频率约束优化

为了避免复杂的敏度分析,在结构动力优化中引入了响应面方法,建立了频率约束的近似显式表达式．针对板壳结构动力优化问题建立了优化模型,采用Lemke算法进行了运算求解．数值算例验证了该方法的正确性和有效性．     

封隔器胶筒的分析与优化设计

为了解封隔器胶筒及金属构架的受力情况并进行优化设计,用Marc非线性分析软件对该结构进行了分析计算,通过改变结构主要尺寸了解尺寸对分析结果的影响,采用响应面方法进行拟合．以封隔器胶筒最大主应力及金属构架的最大Mises应力作为综合目标,以合理的尺寸范围作为约束条件,建立优化设计模型,然后用二次规划方法求出最优设计,从而得到优化的结构．优化的胶筒最大主应力只有初始值的32％,金属构架的最大Mises应力基本不变,密封性能基本没有变化．     

力学映射下板壳结构的截面离散优化设计

依据力学映射的方法把离散变量优化问题转换为连续变量优化问题,通过在连续优化最优解附近构造两节模型,采用无穷小单元的无穷组合方法和变量连接术对板壳结构进行优化。同时在MSC公司的Nastran软件平台上利用其PCL语言开发出优化模块,并进行了算例的优化设计。     

宇航火工分离装置爆炸分离数值模拟

为了了解火工分离装置结构动态响应特性,借助于非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA中的ALE算法,对宇航线式火工分离装置在条形凝聚态炸药接触爆炸载荷作用下的非线性动态响应过程进行了数值模拟,描述了爆轰物质的流动以及金属圆柱壳的破口形状、塑性区域随时间增加的变化情况,得出了冲击加速度与爆炸中心距离为近似线性关系.结果表明ALE算法能很好地模拟宇航线式火工分离装置爆炸分离时流体与固体相互耦合的问题,并预测材料在爆轰波冲击下的非线性动态响应.