精确频率约束下框架结构的尺寸优化  

SIZE OPTIMIZATION OF 2D FRAMEWORK WITH EXACT FREQUENCY CONSTRAINT

作　　者：倪长辉[1] 阎军[1] 程耿东[1] 郭旭[1] 

机构地区：[1]大连理工大学工程力学系工业装备与结构分析国家重点实验室,辽宁大连116024

出　　处：《固体力学学报》2010年第S1期223-231,共9页Chinese Journal of Solid Mechanics

基　　金：国家自然科学基金重点项目(90816025;10902018;10925209)资助项目

摘　　要：本文研究受到频率约束的框架结构优化设计问题,采用基于Bernoulli-Euler梁的动力刚度法求解框架结构的自振频率,采用W-W算法精确求解自振频率及频率对设计变量的灵敏度.分析比较了将框架结构的杆件按普通静刚度梁单元和动力刚度梁单元分别建立计算模型时得到的频率分析结果.以杆件面积为设计变量,以结构重量为优化目标,对基频约束下的框架结构进行了尺寸优化,比较了节点集中质量对优化结果的影响.通过2个数值算例,验证了动力刚度阵法在框架结构频率性能分析与优化设计中的适用性,并具有较高的计算精度.本文研究受到频率约束的框架结构优化设计问题,采用基于Bernoulli-Euler梁的动力刚度法求解框架结构的自振频率,采用W-W算法精确求解自振频率及频率对设计变量的灵敏度.分析比较了将框架结构的杆件按普通静刚度梁单元和动力刚度梁单元分别建立计算模型时得到的频率分析结果.以杆件面积为设计变量,以结构重量为优化目标,对基频约束下的框架结构进行了尺寸优化,比较了节点集中质量对优化结果的影响.通过2个数值算例,验证了动力刚度阵法在框架结构频率性能分析与优化设计中的适用性,并具有较高的计算精度.

关 键 词：框架结构 尺寸优化 精确频率约束 W-W算法 

分 类 号：O342[理学—固体力学]