| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 选题背景与意义 | 第11-12页 |
| 1.2 空间结构的节点形式 | 第12-14页 |
| 1.3 工程结构的拓扑优化 | 第14-19页 |
| 1.3.1 工程结构优化的分类 | 第14-15页 |
| 1.3.2 连续体结构拓扑优化的数学建模方法 | 第15-17页 |
| 1.3.3 拓扑优化的数值算法 | 第17-19页 |
| 1.4 本文的主要工作 | 第19-21页 |
| 第2章 连续体结构拓扑优化的计算机实现及算例验证 | 第21-39页 |
| 2.1 引言 | 第21页 |
| 2.2 基于变密度法的连续体结构拓扑优化实现 | 第21-27页 |
| 2.2.1 SIMP法材料插值模型 | 第21-22页 |
| 2.2.2 求解工具简介 | 第22-23页 |
| 2.2.3 OptiStruct求解方法理论 | 第23-25页 |
| 2.2.4 结构静力拓扑优化问题的数学模型 | 第25-27页 |
| 2.3 算例分析模型 | 第27-28页 |
| 2.3.1 模型建立 | 第27页 |
| 2.3.2 网格划分 | 第27-28页 |
| 2.3.3 荷载与约束条件 | 第28页 |
| 2.4 单工况优化分析 | 第28-33页 |
| 2.4.1 优化求解参数设置 | 第28-31页 |
| 2.4.2 单工况优化分析结果 | 第31-33页 |
| 2.5 多工况优化分析 | 第33-38页 |
| 2.5.1 工艺制造约束分析 | 第33-35页 |
| 2.5.2 多工况优化分析结果 | 第35-37页 |
| 2.5.3 优化结果的调整和分析 | 第37-38页 |
| 2.6 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 自由曲面单层网壳结构节点的拓扑优化 | 第39-57页 |
| 3.1 引言 | 第39页 |
| 3.2 世博轴阳光谷节点简介 | 第39-41页 |
| 3.3 分析模型 | 第41-42页 |
| 3.3.1 节点模型的建立 | 第41-42页 |
| 3.3.2 网格划分 | 第42页 |
| 3.3.3 荷载与约束条件 | 第42页 |
| 3.4 单工况优化分析结果 | 第42-45页 |
| 3.4.1 设计区域40%体积约束 | 第43-44页 |
| 3.4.2 设计区域30%体积约束 | 第44页 |
| 3.4.3 设计区域20%体积约束 | 第44-45页 |
| 3.5 多工况优化分析结果 | 第45-49页 |
| 3.5.1 40%体积约束的优化结果 | 第45-47页 |
| 3.5.2 30%体积约束的优化结果 | 第47-48页 |
| 3.5.3 20%体积约束的优化结果 | 第48-49页 |
| 3.6 优化节点的有限元分析 | 第49-55页 |
| 3.6.1 40%体积约束的有限元分析结果 | 第49-50页 |
| 3.6.2 30%体积约束的有限元分析结果 | 第50-51页 |
| 3.6.3 20%体积约束的有限元分析结果 | 第51-53页 |
| 3.6.4 节点的有限元分析结果与对比 | 第53-55页 |
| 3.7 本章小结 | 第55-57页 |
| 第4章 索杆结构节点的拓扑优化 | 第57-83页 |
| 4.1 引言 | 第57页 |
| 4.2 工程概况 | 第57-60页 |
| 4.3 优化设计工具 | 第60-61页 |
| 4.4 以最大化刚度为目标的拓扑优化 | 第61-66页 |
| 4.4.1 外圈脊索节点 | 第61-63页 |
| 4.4.2 内圈脊索节点 | 第63-65页 |
| 4.4.3 环索夹节点 | 第65-66页 |
| 4.5 以最小化质量为目标的拓扑优化 | 第66-70页 |
| 4.5.1 外圈脊索节点 | 第67-68页 |
| 4.5.2 内圈脊索节点 | 第68-70页 |
| 4.6 节点的有限元分析结果与对比 | 第70-79页 |
| 4.6.1 外圈脊索节点 | 第70-72页 |
| 4.6.2 内圈脊索节点 | 第72-75页 |
| 4.6.3 环索夹节点 | 第75-79页 |
| 4.7 对比和讨论 | 第79-81页 |
| 4.8 本章小结 | 第81-83页 |
| 第5章 拓扑优化节点的增材制造 | 第83-95页 |
| 5.1 引言 | 第83页 |
| 5.2 增材制造技术概况 | 第83-86页 |
| 5.3 优化模型增材制造文件的生成和处理 | 第86-87页 |
| 5.3.1 原始STL文件的生成 | 第86页 |
| 5.3.2 打印前处理 | 第86-87页 |
| 5.4 基于熔融沉积成型技术的节点打印 | 第87-89页 |
| 5.5 金属节点的增材制造 | 第89-93页 |
| 5.5.1 基于SLM技术的直接金属增材制造 | 第89-91页 |
| 5.5.2 传统工艺与增材制造相结合的金属节点制造 | 第91-93页 |
| 5.6 讨论 | 第93-94页 |
| 5.7 本章小结 | 第94-95页 |
| 第6章 结论与展望 | 第95-99页 |
| 6.1 本文主要结论 | 第95-96页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第96-99页 |
| 参考文献 | 第99-105页 |
| 作者简介 | 第105页 |