| 摘要 | 第1-7页 |
| ABSTRACT | 第7-14页 |
| 第一章绪论 | 第14-31页 |
| ·选题背景 | 第14页 |
| ·拓扑优化方法 | 第14-21页 |
| ·拓扑学定义 | 第14-15页 |
| ·拓扑优化的数学描述 | 第15-17页 |
| ·拓扑优化的应用 | 第17-18页 |
| ·离散体拓扑优化 | 第18-19页 |
| ·连续体拓扑优化 | 第19-21页 |
| ·柔顺机构拓扑优化的研究现状 | 第21-24页 |
| ·柔顺机构的定义 | 第21-22页 |
| ·柔顺机构的设计方法 | 第22-24页 |
| ·耦合场 | 第24-25页 |
| ·场和多场耦合的概念 | 第24-25页 |
| ·耦合场的关系分类 | 第25页 |
| ·散热结构 | 第25-27页 |
| ·本课题的研究意义 | 第27-28页 |
| ·本文的主要研究工作及组织框架 | 第28-30页 |
| ·本章小结 | 第30-31页 |
| 第二章热固耦合连续体结构拓扑优化 | 第31-45页 |
| ·引言 | 第31-32页 |
| ·热弹性理论分析等效节点热载荷 | 第32-33页 |
| ·热平衡方程 | 第32-33页 |
| ·等效节点热载荷的求解 | 第33页 |
| ·热固耦合连续体结构拓扑优化变密度法 | 第33-34页 |
| ·变密度方法 | 第33-34页 |
| ·基于SIMP模型的变密度法 | 第34页 |
| ·基于RAMP模型的变密度法 | 第34页 |
| ·基于SIMP模型的热固耦合拓扑优化模型的建立和数值求解 | 第34-38页 |
| ·基于SIMP热固耦合连续体结构拓扑优化数学模型 | 第34-36页 |
| ·热固耦合拓扑优化数值求解方法 | 第36-38页 |
| ·数值计算不稳定性问题与解决方法 | 第38-39页 |
| ·热固耦合拓扑优化敏度分析与优化流程 | 第39-41页 |
| ·敏度分析 | 第39-40页 |
| ·优化流程图 | 第40-41页 |
| ·数值算例结果分析 | 第41-44页 |
| ·本章小结 | 第44-45页 |
| 第三章热固耦合柔顺机构拓扑优化 | 第45-66页 |
| ·引言 | 第45-46页 |
| ·热固耦合柔顺机构有限元分析 | 第46-48页 |
| ·等效节点热载荷 | 第46-47页 |
| ·耦合场有限元分析 | 第47-48页 |
| ·热固耦合柔顺机构单目标拓扑优化数学模型 | 第48-56页 |
| ·热固耦合柔顺机构最大输出位移拓扑优化模型 | 第48-50页 |
| ·热固耦合柔顺机构最小柔度拓扑优化模型 | 第50页 |
| ·敏度分析 | 第50-52页 |
| ·柔度优化数值算例与结果分析 | 第52-55页 |
| ·刚度优化数值算例与结果分析 | 第55-56页 |
| ·热固耦合柔顺机构多目标拓扑优化 | 第56-60页 |
| ·热固耦合柔顺机构多目标拓扑优化数学模型 | 第56-58页 |
| ·多目标拓扑优化敏度分析 | 第58页 |
| ·多目标拓扑优化数值算例与结果分析 | 第58-60页 |
| ·基于多输入多输出的热固耦合柔顺机构拓扑优化 | 第60-64页 |
| ·多输入多输出热固耦合柔顺机构拓扑优化模型 | 第60-62页 |
| ·多输入多输出拓扑优化数值算例与结果分析 | 第62-64页 |
| ·本章小结 | 第64-66页 |
| 第四章电热驱动的柔顺机构多目标拓扑优化设计 | 第66-76页 |
| ·引言 | 第66-67页 |
| ·多物理场的控制方程 | 第67-68页 |
| ·多物理场耦合的有限元方程 | 第68-69页 |
| ·多物理场拓扑优化模型 | 第69-73页 |
| ·材料插值模型 | 第69-70页 |
| ·拓扑优化模型 | 第70-71页 |
| ·敏度分析和优化算法 | 第71-73页 |
| ·数值算例与结果分析 | 第73-75页 |
| ·结论 | 第75-76页 |
| 第五章各种材料的散热结构拓扑优化设计 | 第76-97页 |
| ·引言 | 第76-77页 |
| ·热传导基础理论 | 第77-80页 |
| ·热传导微分方程 | 第77-78页 |
| ·稳态温度场的有限元法 | 第78-79页 |
| ·四节点矩形单元分析稳态温度场 | 第79-80页 |
| ·热传导结构拓扑优化模型 | 第80-81页 |
| ·散热结构数值算例与结果分析 | 第81-89页 |
| ·均布热源 | 第81-84页 |
| ·集中热源 | 第84-87页 |
| ·非均匀热场 | 第87-89页 |
| ·多相复合材料的散热结构拓扑优化 | 第89-91页 |
| ·多相材料的热传导矩阵 | 第89页 |
| ·数值算例与结果分析 | 第89-91页 |
| ·考虑热对流的散热结构拓扑优化 | 第91-96页 |
| ·热对流 | 第91-92页 |
| ·对流换热矩阵 | 第92-93页 |
| ·数值算例与结果分析 | 第93-96页 |
| ·结论 | 第96-97页 |
| 第六章多相复合材料的拓扑优化设计 | 第97-116页 |
| ·引言 | 第97-98页 |
| ·各相同性单相材料 | 第98-99页 |
| ·细观力学方法分析多相复合材料的力学特征 | 第99-104页 |
| ·多相复合材料 | 第99-100页 |
| ·坐标变换 | 第100-101页 |
| ·多相复合材料刚度矩阵和等效弹性模量的推导 | 第101-104页 |
| ·多相材料细观结构拓扑优化设计 | 第104-110页 |
| ·多相复合材料细观结构拓扑优化设计模型 | 第104-106页 |
| ·数值算例与结果分析 | 第106-110页 |
| ·基于多相材料的柔顺机构拓扑优化设 | 第110-115页 |
| ·多相材料的柔顺机构 | 第110-111页 |
| ·多相材料的柔顺机构拓扑优化模型 | 第111-112页 |
| ·数值算例与结果分析 | 第112-115页 |
| ·本章小结 | 第115-116页 |
| 第七章基于可靠性约束的热固耦合拓扑优化设计 | 第116-130页 |
| ·引言 | 第116-117页 |
| ·随机耦合场的可靠性分析 | 第117-122页 |
| ·可靠性指标及其近似求解方法 | 第117-121页 |
| ·随机性耦合场分析 | 第121-122页 |
| ·基于可靠性约束的热固耦合结构拓扑优化设计 | 第122-126页 |
| ·可靠性结构拓扑优化模型 | 第122-123页 |
| ·敏度分析与流程图 | 第123-124页 |
| ·可靠性结构拓扑优化数值算例与结果分析 | 第124-126页 |
| ·基于可靠性约束的热固耦合柔顺机构拓扑优化算法 | 第126-129页 |
| ·可靠性结构拓扑优化模型 | 第126页 |
| ·敏度分析 | 第126-127页 |
| ·数值算例与结果分析 | 第127-129页 |
| ·本章小结 | 第129-130页 |
| 第八章耦合场柔顺机构的实验研究 | 第130-145页 |
| ·引言 | 第130页 |
| ·拓扑提取过程 | 第130-132页 |
| ·轮廓提取处理技术 | 第130-131页 |
| ·拓扑提取流程 | 第131页 |
| ·位移反向器拓扑提取与三维造型 | 第131-132页 |
| ·位移反向器的实验研究 | 第132-144页 |
| ·位移反向器实体模型 | 第133-134页 |
| ·位移反向器的有限元分析 | 第134-135页 |
| ·实验研究方案及位移测试 | 第135-144页 |
| ·本章小结 | 第144-145页 |
| 结论 | 第145-148页 |
| 1. 主要工作 | 第145-146页 |
| 2. 创新点 | 第146-147页 |
| 3. 未来的研究 | 第147-148页 |
| 参考文献 | 第148-160页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第160-161页 |
| 致谢 | 第161-162页 |
| 附件 | 第162页 |