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题名基于拓扑优化的4m望远镜底座结构设计
被引量：12
- 1
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作者
付世欣
周超
曹玉岩
范磊
韩西达
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2015年第8期2441-2447,共7页
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文摘
为满足4 m望远镜底座结构高刚度和轻量化的需求,研究了考虑结构变形和模态约束下的拓扑优化问题。首先,基于连续体结构拓扑优化的思想,以单元虚拟密度为设计变量,以位移变形和一阶频率及质量为优化约束,应变能最小为优化目标,建立了底座设计的拓扑优化数学模型,并详细推导目标函数及约束条件的灵敏度;然后,对底座结构应用拓扑优化设计,并以所得的理想概念构型为基础,进行底座结构的详细设计;最后,采用有限元法对优化模型进行静刚度和动刚度的分析与校核。设计结果表明,底座质量从27.66 t减至22.15 t;最大变形量由0.0377 mm减小为0.014 mm;一阶频率从217.1 Hz提高至247.45 Hz;在减小质量的同时,有效提高了底座结构的静刚度和动刚度,验证了拓扑优化方法的有效性。该方法将对4 m望远镜跟踪架的其他部件设计提供帮助。
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关键词
轻量化
拓扑优化
望远镜底座
有限元分析
刚度
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Keywords
lightweight design
topology optimization
telescope mount base
finite element analysis
stiffness
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分类号
TH751
[机械工程—精密仪器及机械]
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题名智能桁架结构最优振动控制与作动器优化配置
被引量：9
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作者
曹玉岩
王志臣
付世欣
吴庆林
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第5期26-32,共7页
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文摘
研究了智能桁架结构最优振动控制和作动器的优化配置问题。首先采用有限元方法,根据Hamilton原理推导了智能桁架结构的机电耦合动力学方程,根据线性二次型最优控制理论,推导了结构振动控制的数学模型,通过最小化性能泛函,求解黎卡提矩阵代数方程确定了最优控制输入。然后通过对最优控制性能指标函数的修正,得到了与初始状态无关的性能指标,以修正的性能指标为目标函数,应用模拟退火算法对作动器位置进行了优化配置。最后给出了空间智能桁架结构振动控制算例验证建模过程和算法。算例结果表明,通过最优振动控制可以使结构振动快速衰减,达到振动抑制的效果,而且通过模拟退火算法可以确定最佳的作动器布置方式。
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关键词
智能桁架
HAMILTON原理
振动控制
模拟退火
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Keywords
intelligent truss
Hamilton theory
vibration control
simulated annealing
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分类号
TP13
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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题名压电智能桁架结构的建模与最优振动控制
被引量：5
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作者
曹玉岩
付世欣
王鸣浩
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2014年第4期523-526,530,共5页
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文摘
为了实现桁架结构振动主动控制,建立了智能桁架结构动力学模型和最优振动控制模型,对动力学建模和最优控制建模方法进行了研究。首先根据有限元理论和Hamilton原理,建立了智能桁架结构的机电耦合动力学方程,方程中含有与作动电压有关的耦合刚度矩阵,采用缩聚变换对动力学方程进行了简化,该动力学方程可用于机械/电荷作用下结构的静动力分析和控制系统设计。然后将推导的动力学模型变换为状态空间方程的形式,根据线性二次型最优控制理论,推导了结构振动控制的数学模型,通过最小化性能泛函,求解黎卡提矩阵代数方程确定了最优控制输入。最后给出了平面桁架结构振动控制算例验证建模过程和算法。结果表明,通过最优振动控制可以使结构振动快速衰减,达到振动抑制的效果。
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关键词
智能桁架
HAMILTON原理
动力学
最优振动控制
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Keywords
intelligent truss structures
Hamilton principle
dynamic
optimal vibration control
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分类号
TM282
[一般工业技术—材料科学与工程]
TP13
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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题名基于形状优化的支撑板设计
被引量：4
- 4
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作者
付世欣
侯秀举
吴辉
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机构
武汉船用机械有限责任公司
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出处
《船舶工程》
CSCD
北大核心
2019年第S1期50-52,72,共4页
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文摘
为满足支撑板结构高强度和轻量化的设计需求,研究多约束下的形状优化问题。基于形状优化思想,建立支撑板结构的数学计算模型;推导目标函数及约束条件的灵敏度解析式,并建立结构形状优化的设计流程;对支撑板结构进行形状优化,并对优化结果模型进行有限元校核。设计结果表明:支撑板质量从39.18 g降低至28.56 g;孔附近最大应力由253.71 MPa减小为223.90 MPa;在减小支撑板质量的同时,有效提高结构强度。该方法将对其他带孔板材的结构设计有借鉴意义。
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关键词
强度
轻量化设计
形状优化
支撑板
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Keywords
stress
lightweight design
shape optimization
supporting plate
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分类号
U664.121
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名吊车吊臂结构尺寸优化设计
被引量：4
- 5
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作者
付世欣
覃刚
王强
刘俊
陈云翼
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机构
武汉船用机械有限责任公司
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出处
《船海工程》
北大核心
2017年第1期106-108,113,共4页
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文摘
针对吊车吊臂结构的高强度、高稳定性和轻量化设计要求,构建吊臂结构的尺寸优化数学模型,推导尺寸优化数学模型的灵敏度,提供基于尺寸优化的结构设计流程,以电动吊臂为对象,应用结构尺寸优化方法,对比优化结果模型与原设计方案的性能参数。结果表明,吊臂结构的一阶屈曲因子基本保持不变,质量减轻。尺寸优化设计方法在保证结构高强度和高稳定性的基础上有效实现了结构轻量化。
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关键词
轻量化设计
尺寸优化
吊臂
有限元分析
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Keywords
lightweight design
size optimization
crane arm
finite element analysis
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分类号
U664.4
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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