| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 主要符号表 | 第20-21页 |
| 1 绪论 | 第21-45页 |
| 1.1 研究背景 | 第21-22页 |
| 1.2 增材制造发展现状 | 第22-27页 |
| 1.2.1 增材制造工艺分类 | 第22-24页 |
| 1.2.2 增材制造中存在的制造约束 | 第24-27页 |
| 1.3 连续体结构拓扑优化综述 | 第27-36页 |
| 1.3.1 密度描述拓扑优化方法 | 第28-32页 |
| 1.3.2 水平集拓扑优化方法 | 第32-33页 |
| 1.3.3 基于进化方法的拓扑优化 | 第33-34页 |
| 1.3.4 结构拓扑优化应用 | 第34-36页 |
| 1.4 考虑增材制造约束的拓扑优化方法研究现状 | 第36-40页 |
| 1.4.1 考虑尺寸约束的拓扑优化方法 | 第36-38页 |
| 1.4.2 考虑自支撑约束的拓扑优化方法 | 第38-39页 |
| 1.4.3 考虑制造缺陷的拓扑优化方法 | 第39-40页 |
| 1.4.4 研究现状小结 | 第40页 |
| 1.5 基于拓扑优化的筋板式结构设计方法研究现状 | 第40-43页 |
| 1.6 本文研究内容 | 第43-45页 |
| 2 基于温度比拟的结构连通性等效描述方法(VTM) | 第45-56页 |
| 2.1 引言 | 第45页 |
| 2.2 基于图论学的结构连通性表征方法 | 第45-47页 |
| 2.3 虚拟温度法 | 第47-49页 |
| 2.4 虚拟温度法数学列式 | 第49-50页 |
| 2.5 数值验证 | 第50-54页 |
| 2.6 本章小结 | 第54-56页 |
| 3 基于VTM的含连通性约束结构拓扑优化方法 | 第56-76页 |
| 3.1 引言 | 第56页 |
| 3.2 优化模型 | 第56-58页 |
| 3.2.1 优化列式 | 第56-57页 |
| 3.2.2 材料属性插值格式 | 第57-58页 |
| 3.3 敏度分析 | 第58-60页 |
| 3.3.1 目标函数的敏度分析 | 第58页 |
| 3.3.2 连通性约束g_2的敏度分析 | 第58-60页 |
| 3.4 优化参数设定 | 第60-61页 |
| 3.5 数值算例 | 第61-75页 |
| 3.5.1 算例1: 2维悬臂梁结构 | 第61-64页 |
| 3.5.2 算例2: 2维MBB梁结构 | 第64-67页 |
| 3.5.3 算例3: 3维简支结构 | 第67-69页 |
| 3.5.4 算例4: 3维悬臂梁结构 | 第69-75页 |
| 3.6 本章小结 | 第75-76页 |
| 4 基于VTM的含脱模约束结构拓扑优化方法 | 第76-102页 |
| 4.1 引言 | 第76-77页 |
| 4.2 基于VTM的脱模约束等效列式 | 第77-81页 |
| 4.2.1 单向脱模约束 | 第77-80页 |
| 4.2.2 多向脱模约束 | 第80-81页 |
| 4.3 优化列式 | 第81-87页 |
| 4.3.1 优化模型 | 第81-82页 |
| 4.3.2 有限体积法 | 第82-85页 |
| 4.3.3 材料属性插值格式 | 第85-87页 |
| 4.4 敏度分析 | 第87-90页 |
| 4.4.1 目标函数的敏度分析 | 第87页 |
| 4.4.2 单向脱模约束的敏度分析 | 第87-89页 |
| 4.4.3 多向脱模约束的敏度分析 | 第89-90页 |
| 4.5 优化流程 | 第90-91页 |
| 4.6 数值算例 | 第91-101页 |
| 4.6.1 算例1: 2维悬臂梁结构 | 第92-93页 |
| 4.6.2 算例2: 2维简支梁结构 | 第93-95页 |
| 4.6.3 算例3: 3维简支实体结构 | 第95-101页 |
| 4.7 本章小结 | 第101-102页 |
| 5 筋板式结构加筋布局与高度协同优化设计 | 第102-120页 |
| 5.1 引言 | 第102页 |
| 5.2 加筋布局与高度协同优化模型(H-DGTP) | 第102-105页 |
| 5.2.1 单元密度的参数化列式 | 第103-104页 |
| 5.2.2 优化列式 | 第104-105页 |
| 5.3 敏度分析 | 第105-109页 |
| 5.3.1 敏度推导 | 第105-106页 |
| 5.3.2 参数β对优化进程的影响 | 第106-109页 |
| 5.4 算法流程 | 第109-110页 |
| 5.5 数值算例 | 第110-113页 |
| 5.5.1 算例1: 实体模型优化 | 第110-111页 |
| 5.5.2 算例2: 简支板加筋设计 | 第111-113页 |
| 5.6 工程应用 | 第113-119页 |
| 5.6.1 工程应用1: 大口径空间反射镜背部加筋设计 | 第113-116页 |
| 5.6.2 工程应用2: 火炮摇架设计 | 第116-119页 |
| 5.7 本章小结 | 第119-120页 |
| 6 筋板式结构加筋布局与截面构型协同优化设计 | 第120-142页 |
| 6.1 引言 | 第120-121页 |
| 6.2 Giavotto梁理论 | 第121-127页 |
| 6.2.1 基本方程 | 第121-124页 |
| 6.2.2 截面刚度矩阵计算 | 第124-126页 |
| 6.2.3 梁单元刚度矩阵 | 第126-127页 |
| 6.3 优化模型 | 第127-130页 |
| 6.3.1 优化列式 | 第127-129页 |
| 6.3.2 敏度分析 | 第129-130页 |
| 6.4 算法流程 | 第130-132页 |
| 6.5 数值算例 | 第132-141页 |
| 6.5.1 算例1: 加筋板结构 | 第132-136页 |
| 6.5.2 算例2: 夹芯板 | 第136-141页 |
| 6.6 本章小结 | 第141-142页 |
| 7 结论与展望 | 第142-145页 |
| 7.1 结论 | 第142-143页 |
| 7.2 创新点 | 第143页 |
| 7.3 展望 | 第143-145页 |
| 参考文献 | 第145-156页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第156-158页 |
| 致谢 | 第158-159页 |
| 作者简介 | 第159页 |
