| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 目录 | 第8-11页 |
| 第一章 绪论 | 第11-21页 |
| ·引言 | 第11页 |
| ·拓扑优化的发展及现状 | 第11-12页 |
| ·材料/结构的拓扑优化 | 第12-16页 |
| ·结构拓扑优化设计 | 第13-14页 |
| ·材料微结构优化 | 第14-15页 |
| ·材料/结构的一体化设计 | 第15-16页 |
| ·一体化设计亟待解决的问题 | 第16页 |
| ·拓扑优化问题的一般性描述及优化平台介绍 | 第16-19页 |
| ·本文的研究内容 | 第19-21页 |
| 第二章 拓扑优化的广义周长控制方法 | 第21-45页 |
| ·引言 | 第21-22页 |
| ·现有的数值不稳定解决方法 | 第22-26页 |
| ·敏度过滤法 | 第22页 |
| ·局部密度斜率控制 | 第22-23页 |
| ·最小密度下限控制 | 第23页 |
| ·MOLE方法 | 第23-24页 |
| ·周长控制方法 | 第24-26页 |
| ·广义周长控制方法 | 第26-36页 |
| ·广义周长计算格式 | 第26-28页 |
| ·凸规划对偶法优化求解策略 | 第28-30页 |
| ·数值算例 | 第30-36页 |
| ·讨论 | 第36页 |
| ·多相材料拓扑优化的周长控制方法 | 第36-44页 |
| ·多相材料的插值模型 | 第37-38页 |
| ·多相材料的周长控制方法 | 第38-39页 |
| ·实例计算 | 第39-43页 |
| ·讨论 | 第43-44页 |
| ·小结 | 第44-45页 |
| 第三章 微结构等效性能求解、灵敏度计算及优化 | 第45-71页 |
| ·引言 | 第45页 |
| ·均匀化方法的有限元数值实现 | 第45-48页 |
| ·灵敏度求解 | 第48-50页 |
| ·微结构等效性能计算 | 第50-54页 |
| ·等效胡克矩阵计算的有效性验证 | 第50-51页 |
| ·相同体分比不同网格、构型的计算结果 | 第51-52页 |
| ·等效热膨胀系数 | 第52-54页 |
| ·微结构等效性能灵敏度计算 | 第54-58页 |
| ·微结构优化设计 | 第58-70页 |
| ·具有极端性能的微结构优化设计 | 第59-65页 |
| ·特定性能微结构的逆向设计 | 第65-70页 |
| ·小结 | 第70-71页 |
| 第四章 材料/结构的一体化优化设计 | 第71-99页 |
| ·引言 | 第71-72页 |
| ·问题描述及优化建模 | 第72-73页 |
| ·材料/结构一体化设计方法 | 第73-84页 |
| ·宏观布局优化 | 第73-74页 |
| ·材料微结构拓扑优化 | 第74-75页 |
| ·数值算例分析 | 第75-84页 |
| ·基于单一微结构构成材料的结构拓扑优化 | 第84-91页 |
| ·周期性材料微结构优化设计 | 第84-88页 |
| ·夹芯材料微结构优化设计 | 第88-91页 |
| ·基于均质材料的结构拓扑优化 | 第91页 |
| ·三相材料构成的材料/结构一体化优化设计 | 第91-98页 |
| ·三相材料构成的材料/结构一体化设计 | 第93-95页 |
| ·三相材料构成的夹芯材料微结构优化 | 第95-97页 |
| ·三相材料构成的材料微结构优化 | 第97-98页 |
| ·小结 | 第98-99页 |
| 第五章 尺度关联的材料/结构一体化拓扑优化设计 | 第99-133页 |
| ·引言 | 第99-101页 |
| ·材料微结构尺度效应研究 | 第101-102页 |
| ·材料/结构尺度关联的一体化设计方法 | 第102-103页 |
| ·宏观布局优化 | 第102页 |
| ·材料表征体胞精细设计 | 第102-103页 |
| ·算例分析 | 第103-112页 |
| ·结构宏观布局优化 | 第104页 |
| ·材料表征体胞构型优化 | 第104-108页 |
| ·单一表征体胞构型的材料设计 | 第108-112页 |
| ·循环对称结构的优化设计 | 第112-130页 |
| ·圆环材料/结构的一体化设计 | 第112-114页 |
| ·圆环夹芯结构的夹芯优化 | 第114-120页 |
| ·圆环区域内材料布局优化最大刚度设计 | 第120-126页 |
| ·圆柱网格结构的优化 | 第126-130页 |
| ·多相材料尺度关联的一体化优化 | 第130-132页 |
| ·夹芯结构的夹芯材料优化设计 | 第130-131页 |
| ·单一表征体胞构型的优化设计 | 第131-132页 |
| ·小结 | 第132-133页 |
| 第六章 热、力弱耦合弹性结构的拓扑优化研究 | 第133-157页 |
| ·引言 | 第133-138页 |
| ·材料模型对散热结构拓扑优化的影响研究 | 第138-143页 |
| ·集中热载荷作用 | 第139-140页 |
| ·均布热载荷作用 | 第140-143页 |
| ·不考虑热力耦合效应的散热强度与结构刚度的多目标优化设计 | 第143-145页 |
| ·已知温度场下的热力耦合结构的拓扑优化设计 | 第145-156页 |
| ·热力耦合析架结构的拓扑优化 | 第148-153页 |
| ·针对载荷类别的独立惩罚方法 | 第153-156页 |
| ·讨论 | 第156页 |
| ·小结 | 第156-157页 |
| 第七章 总结与展望 | 第157-159页 |
| ·研究总结 | 第157-158页 |
| ·进一步展望 | 第158-159页 |
| 参考文献 | 第159-170页 |
| 攻读博士学位期间发表的相关学术论文 | 第170-171页 |
| 论文创新点 | 第171-172页 |
| 致谢 | 第172-173页 |