發(fā)布時(shí)間：2024-05-11 05:39

　　拓?fù)鋬?yōu)化是進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要方法，它使復(fù)雜結(jié)構(gòu)及機(jī)構(gòu)在概念設(shè)計(jì)階段即可靈活地、理性地進(jìn)行方案優(yōu)選。與形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化相比較，拓?fù)鋬?yōu)化的難度最大，也最具有挑戰(zhàn)性。 本文從微型電子機(jī)械系統(tǒng)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的微小型柔性機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)出發(fā)，探索性地研究了利用連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)進(jìn)行柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題，分析了拓?fù)鋬?yōu)化中的數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象的原因以及相應(yīng)的解決策略，建立了結(jié)構(gòu)剛性拓?fù)鋬?yōu)化模型和柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的多目標(biāo)模型，最后，設(shè)計(jì)研制了用于夾持毛細(xì)玻璃管的壓電驅(qū)動(dòng)式微夾鉗，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。 以有限元法為數(shù)值計(jì)算方法，在Matlab平臺(tái)上，利用作者自行開發(fā)的有限元計(jì)算程序，結(jié)合MMA優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。采用網(wǎng)格獨(dú)立濾波法解決棋盤格式和網(wǎng)格依賴性問題；利用濾波半徑延拓算法避免局部極值現(xiàn)象。優(yōu)化結(jié)果表明，有效地解決了棋盤格式和網(wǎng)格依賴性。通過(guò)算例解決了多工況下結(jié)構(gòu)剛性拓?fù)鋬?yōu)化問題。對(duì)柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行了改進(jìn)，并對(duì)其凸性進(jìn)行了分析。通過(guò)計(jì)算實(shí)例驗(yàn)證了所建立的微型柔性機(jī)構(gòu)優(yōu)化模型。對(duì)壓電式微夾鉗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)值與有限元計(jì)算值有較好的吻合性，位移和夾持力與控制...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖16新結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)工況應(yīng)力云圈

TestandResearch試驗(yàn)·研究第44卷2013年5月誖圖15新支撐后臺(tái)結(jié)構(gòu)有限元模型圖16新結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)工況應(yīng)力云圖圖17新結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)工況位移云圖240kg，質(zhì)量減少了21%。由此可看出，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)在滿足攪拌車強(qiáng)度要求的情況下，實(shí)現(xiàn)了輕量化，達(dá)到了拓?fù)鋬?yōu)化的目的。4結(jié)束語(yǔ)本....

圖19新結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)工況位移云田240kg，質(zhì)量減少了21%

TestandResearch試驗(yàn)·研究第44卷2013年5月誖圖15新支撐后臺(tái)結(jié)構(gòu)有限元模型圖16新結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)工況應(yīng)力云圖圖17新結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)工況位移云圖240kg，質(zhì)量減少了21%。由此可看出，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)在滿足攪拌車強(qiáng)度要求的情況下，實(shí)現(xiàn)了輕量化，達(dá)到了拓?fù)鋬?yōu)化的目的。4結(jié)束語(yǔ)本....

圖1.3電熱驅(qū)動(dòng)微型x一Y掃描器圖】

熱驅(qū)動(dòng)[53l、電熱機(jī)禍合驅(qū)動(dòng)1191等領(lǐng)域，并研制了應(yīng)用于MEMs中的多自由度微致動(dòng)器，顯示了拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)在MEMS微型柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域強(qiáng)大的應(yīng)用前景。圖1.3為sigmund設(shè)計(jì)研制的電熱驅(qū)動(dòng)微型x一Y掃描器件154]，(a)為設(shè)計(jì)區(qū)域，(b)為拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，(c)為加工出的....

圖2.6微結(jié)構(gòu)單胞(a)設(shè)計(jì)域局部放大(b)單位微結(jié)構(gòu)

后通過(guò)求解均勻化后的材料問題來(lái)得到所需要的屬性。拓?fù)鋬?yōu)化常用的微結(jié)構(gòu)可以分為兩類160]:帶有內(nèi)部空洞的微結(jié)構(gòu)和層狀復(fù)合材料，利用均勻化理論確定這些材料的宏觀特性。以二維問題為例，如圖2.6(a)所示，可將設(shè)計(jì)區(qū)域看成是由無(wú)窮多個(gè)按一定周期均勻分布的微小單胞組成的。在優(yōu)化過(guò)程中，....

本文編號(hào)：3969603