| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-13页 |
| 1 绪论 | 第13-35页 |
| ·多孔固体研究综述 | 第13-21页 |
| ·多孔固体的定义及多功能性简介 | 第13-15页 |
| ·多孔固体的力学性能表征及尺寸效应 | 第15-17页 |
| ·多孔固体的设计 | 第17-21页 |
| ·拓扑优化研究综述 | 第21-29页 |
| ·结构拓扑优化分类 | 第21-25页 |
| ·SIMP发展简述 | 第25页 |
| ·拓扑优化的数值实现 | 第25-27页 |
| ·拓扑优化在多孔固体结构设计中的应用 | 第27-29页 |
| ·广义介质理论概述 | 第29-31页 |
| ·广义介质理论的分类 | 第29-30页 |
| ·偶应力理论的发展简述 | 第30-31页 |
| ·本文研究内容 | 第31-35页 |
| 2 多孔固体薄壁结构等效刚度的尺寸效应 | 第35-47页 |
| ·引言 | 第35-36页 |
| ·连续板变形理论及其抗弯刚度 | 第36-37页 |
| ·等效刚度计算的代表体元模型 | 第37-39页 |
| ·数值算例 | 第39-41页 |
| ·算例1:Octet型桁架板 | 第39-40页 |
| ·算例2:增强Pyramid型桁架板 | 第40-41页 |
| ·层合桁架板的等效刚度 | 第41-43页 |
| ·实验结果比较 | 第43-44页 |
| ·小结 | 第44-47页 |
| 3 偶应力理论的有限元列式 | 第47-61页 |
| ·引言 | 第47-48页 |
| ·偶应力理论概述 | 第48-51页 |
| ·基本方程 | 第48-50页 |
| ·特征长度定义 | 第50页 |
| ·偶应力理论与其他理论的衔接 | 第50-51页 |
| ·有限元列式 | 第51-55页 |
| ·8节点四边形Serendipity单元 | 第52-54页 |
| ·4节点四边形离散偶应力单元 | 第54-55页 |
| ·数值算例 | 第55-59页 |
| ·算例一:单向拉伸无限大平板圆孔应力集中因子计算 | 第55-58页 |
| ·算例二:偶应力梁的挠度分析 | 第58-59页 |
| ·小结 | 第59-61页 |
| 4 基于偶应力理论的多孔固体等效连续介质模型 | 第61-83页 |
| ·引言 | 第61-62页 |
| ·确定等效偶应力模量的代表体元模型 | 第62-65页 |
| ·确定C的各非零分量 | 第63-64页 |
| ·确定D的各非零分量 | 第64-65页 |
| ·交各向异性偶应力介质的特征长度表达式 | 第65-66页 |
| ·偶应力介质梁结构的抗弯刚度分析 | 第66-67页 |
| ·结果和讨论 | 第67-81页 |
| ·多孔固体的等效模量与等效特征长度 | 第67-74页 |
| ·结果对比 | 第74-75页 |
| ·颗粒夹杂两相复合材料的等效偶应力介质特征长度讨论 | 第75-78页 |
| ·格栅材料的压痕分析 | 第78-80页 |
| ·多孔固体层合梁的尺寸效应分析 | 第80-81页 |
| ·小结 | 第81-83页 |
| 5 特定位移边界条件下的结构拓扑优化设计 | 第83-96页 |
| ·引言 | 第83-84页 |
| ·位移载荷下结构的最大刚度设计 | 第84-86页 |
| ·优化列式 | 第84-85页 |
| ·敏度分析 | 第85-86页 |
| ·数值算例 | 第86页 |
| ·特定位移边界条件下的结构拓扑优化设计 | 第86-95页 |
| ·优化列式 | 第87-88页 |
| ·结构分析 | 第88-89页 |
| ·敏度分析 | 第89-90页 |
| ·敏度结果验证 | 第90-92页 |
| ·数值算例 | 第92页 |
| ·结果分析与讨论 | 第92-95页 |
| ·小结 | 第95-96页 |
| 6 基于偶应力模型的多孔固体微结构设计 | 第96-111页 |
| ·引言 | 第96-97页 |
| ·优化列式 | 第97-100页 |
| ·最大等效刚度设计 | 第98-99页 |
| ·最小结构柔顺性设计 | 第99-100页 |
| ·敏度分析 | 第100-102页 |
| ·等效本构常数对设计变量的敏度 | 第100-101页 |
| ·宏观结构柔顺性对设计变量的敏度 | 第101-102页 |
| ·算例结果 | 第102-108页 |
| ·算例一:最大等效偶应力弯曲模量设计 | 第102-103页 |
| ·算例二:周期性多孔固体悬臂梁设计 | 第103-106页 |
| ·算例三:周期性多孔固体L型梁设计 | 第106-108页 |
| ·讨论 | 第108-109页 |
| ·小结 | 第109-111页 |
| 7 基于偶应力模型的结构拓扑优化设计 | 第111-123页 |
| ·引言 | 第111-112页 |
| ·优化模型 | 第112-113页 |
| ·优化列式 | 第112页 |
| ·敏度分析 | 第112-113页 |
| ·数值算例与结果分析 | 第113-122页 |
| ·算例一:结果的数值不稳定现象讨论 | 第113-116页 |
| ·算例二:特征长度考察 | 第116-118页 |
| ·算例三:材料体积约束考察 | 第118-119页 |
| ·算例四:格栅材料L型梁设计 | 第119-122页 |
| ·小结 | 第122-123页 |
| 8 基于偶应力模型的多孔固体材料结构一体化设计 | 第123-143页 |
| ·引言 | 第123-124页 |
| ·优化模型 | 第124-129页 |
| ·优化列式 | 第124-128页 |
| ·敏度分析 | 第128-129页 |
| ·基于传统理论的材料和结构的并发设计模型 | 第129页 |
| ·数值算例与结果分析 | 第129-139页 |
| ·不限制实材料在微观设计域的用量 | 第129-135页 |
| ·限制实材料在微观设计域上的用量 | 第135-139页 |
| ·讨论 | 第139-142页 |
| ·小结 | 第142-143页 |
| 9 总结与展望 | 第143-147页 |
| ·总结 | 第143-145页 |
| ·展望 | 第145-147页 |
| 创新点摘要 | 第147-149页 |
| 参考文献 | 第149-160页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 | 第160-161页 |
| 致谢 | 第161-163页 |
| 作者简介 | 第163-164页 |