考虑几何非线性的结构形状优化设计及其工程应用研究
| 学位论文原创性声明和版权使用授权书 | 第1-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-10页 |
| 插图索引 | 第10-11页 |
| 附表索引 | 第11-12页 |
| 第1章 绪论 | 第12-19页 |
| ·课题研究背景 | 第12-13页 |
| ·国内外研究进展及现状 | 第13-17页 |
| ·结构形状优化设计的发展与现状 | 第14-16页 |
| ·优化算法的发展与现状 | 第16-17页 |
| ·课题研究的主要内容及意义 | 第17-19页 |
| 第2章 空间梁结构几何非线性有限元法 | 第19-34页 |
| ·有限单元法概述 | 第19页 |
| ·有限大变形问题的描述方法及虚功方程 | 第19-22页 |
| ·有限大变形描述方法 | 第19-20页 |
| ·有限大变形增量形式的虚功方程 | 第20-22页 |
| ·增量形式的有限元基本方程 | 第22-23页 |
| ·空间梁单元几何非线性有限元法 | 第23-30页 |
| ·单元位移模式及插值函数 | 第24-26页 |
| ·应变矩阵和应力矩阵 | 第26-28页 |
| ·空间梁单元几何刚度矩阵 | 第28-30页 |
| ·坐标转换矩阵 | 第30-32页 |
| ·小结 | 第32-34页 |
| 第3章 结构形状优化基本理论与方法 | 第34-43页 |
| ·优化设计的过程及算法的选取 | 第34-36页 |
| ·结构优化设计的一般流程 | 第34-35页 |
| ·优化算法的选取 | 第35-36页 |
| ·形状优化设计模型 | 第36-37页 |
| ·目标函数 | 第36页 |
| ·设计变量 | 第36页 |
| ·约束条件 | 第36-37页 |
| ·数学模型 | 第37页 |
| ·惩罚函数法 | 第37-39页 |
| ·变尺度法 | 第39-41页 |
| ·DFP 变尺度法 | 第40-41页 |
| ·BFGS 变尺度法 | 第41页 |
| ·一维搜索的二次插值法 | 第41-42页 |
| ·小结 | 第42-43页 |
| 第4章 考虑几何非线性结构形状优化灵敏度分析 | 第43-50页 |
| ·灵敏度计算方法 | 第43-45页 |
| ·差分法 | 第44页 |
| ·半解析法 | 第44-45页 |
| ·解析法 | 第45页 |
| ·目标函数灵敏度 | 第45-46页 |
| ·考虑几何非线性项的灵敏度分析 | 第46-49页 |
| ·位移灵敏度分析 | 第46-48页 |
| ·应力灵敏度分析 | 第48-49页 |
| ·小结 | 第49-50页 |
| 第5章 形状优化设计软件的实现 | 第50-56页 |
| ·优化设计程序的特点及功能 | 第50页 |
| ·程序的设计 | 第50-53页 |
| ·输入模块设计 | 第51页 |
| ·结构分析模块设计 | 第51-52页 |
| ·敏度分析模块设计 | 第52页 |
| ·控制模块 | 第52-53页 |
| ·输出模块 | 第53页 |
| ·软件考核算例分析 | 第53-55页 |
| ·小结 | 第55-56页 |
| 第6章 某大型斗轮机臂架形状优化 | 第56-71页 |
| ·臂架结构的等效处理 | 第56-59页 |
| ·等效处理的原则 | 第56-57页 |
| ·构件偏移搭接的处理 | 第57-59页 |
| ·臂架承受的载荷 | 第59页 |
| ·等效模型及试算验证 | 第59页 |
| ·数学模型的建立 | 第59-62页 |
| ·目标函数 | 第59-60页 |
| ·设计变量 | 第60-61页 |
| ·约束条件 | 第61-62页 |
| ·形状优化结果 | 第62-66页 |
| ·不考虑几何非线性的形状优化结果 | 第62-63页 |
| ·考虑几何非线性的形状优化结果 | 第63-66页 |
| ·截面尺寸优化结果 | 第66-70页 |
| ·小结 | 第70-71页 |
| 结论及展望 | 第71-73页 |
| 参考文献 | 第73-77页 |
| 附录 A (攻读学位期间所发表的学术论文) | 第77-78页 |
| 致谢 | 第78页 |
