機械結構形狀優(yōu)化設計方法及應用研究基本信息

本項研究的主要內(nèi)容是：形狀優(yōu)化的理論方法、自適應有限元分析理論與方法、靈敏度分析的方法、軟件及應用研究等幾方面。取得主要成果是：提出了機械形狀優(yōu)化的梯度—哈密頓函數(shù)極值法；變尺度—哈密頓函數(shù)極值方法和罰函數(shù)方法。提出了基于非線性有理樣條函數(shù)和自適應有限元分析的機械形狀優(yōu)化方法，為解決大型復雜問題提供了一個新的方法和途徑。利用這些理論成果，成功地解決了三軸轉臺的結構分析和形狀優(yōu)化、漸輪機葉片的形狀化、齒輪齒根過渡圓孤的形狀優(yōu)化等實際問題。研究成果受到國內(nèi)有關專家的好評并多次被引用。共發(fā)表論文15篇，完成專著一本。

研究非穩(wěn)態(tài)熱傳導與材料非線性耦合的連續(xù)體結構熱彈塑性應力和熱彈塑性屈曲的參數(shù)化形狀優(yōu)化方法及數(shù)值實現(xiàn)?；趶V義變分原理建立結構熱彈塑性應力和熱彈塑性屈曲的形狀優(yōu)化靈敏度數(shù)學模型，在模型中除了結構彈性變形還考慮了非穩(wěn)態(tài)溫度場和機械荷載聯(lián)合作用下的結構塑性變形、材料性質(zhì)參數(shù)與溫度場耦合的熱應力響應、隨結構可動幾何邊界更新的力學和溫度場邊界條件對結構響應的影響。熱-彈塑性耦合響應及其靈敏度的數(shù)值計算，是非穩(wěn)態(tài)溫度場與彈塑性應力場及屈曲分析的耦合過程，靈敏度分析的數(shù)值實現(xiàn)是基于有限元分析軟件的新途徑。通過參數(shù)化實體造型和CAD/CAE集成技術，實現(xiàn)連續(xù)體結構（包括實體和曲面）幾何模型與有限元模型的動態(tài)聯(lián)動和有限元全模型信息的動態(tài)修改，進而實現(xiàn)參數(shù)化的形狀優(yōu)化設計。結合多物理場問題的參數(shù)化建模方法、熱彈塑性響應及其靈敏度的耦合分析、優(yōu)化求解算法，實現(xiàn)傳熱-結構耦合的熱彈塑性力學響應的參數(shù)化形狀優(yōu)設計 2100433B

本書是作者總結自己近10多年的科研成果，并在參考了大量國內(nèi)外近期文獻基礎上寫成的，是一本難得的關于機械結構動態(tài)設計方法及應用的專著。

本書共11章，分別是緒論、機械結構振動系統(tǒng)模型描述、機械結構的模態(tài)參數(shù)識別與分析、機械結合部動力學參數(shù)的識別、結構振動系統(tǒng)阻尼矩陣的估計、機械結構建模與分析的動態(tài)子結構方法、設計參數(shù)型有限元模型修正及其結構動態(tài)設計、特征值逆問題方法及其結構動態(tài)設計、基于結構修改與修改結構重分析的結構動態(tài)設計、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的結構動態(tài)設計、機械結構動態(tài)設計的能量平衡法與優(yōu)化準則法。

本書的特點是：深入淺出，系統(tǒng)性強，理論與實際結合。

本書可供機械設計領域的工程技術人員、科研人員使用，亦可用作高等院校高年級學生、研究生的專業(yè)教材。