基于渐近均匀化的梯度加筋板结构优化设计
作者:
作者单位:

1.南京航空航天大学航空学院,南京 211106;2.上海宇航系统工程研究所结构系统研究室,上海 201109

作者简介:

通讯作者:

徐亮,男,博士,讲师,硕士生导师,E-mail:xuliang2018@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

O34

基金项目:

国家自然科学基金青年项目(12002159);江苏省自然科学基金青年项目(BK20200411);大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室开放基金(GZ20101)。


Optimum Design of Gradient Gird Stiffened Plates Based on Asymptotic Homogenization
Author:
Affiliation:

1.College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China;2.Structural System Research Laboratory, Aerospace System Engineering Shanghai, Shanghai 201109, China

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    摘要:

    梯度加筋板结构以其优异性能广泛应用于航空航天、汽车和交通等领域。针对梯度板的渐变结构导致均匀化及两尺度优化设计计算量过大及效率过低的问题,本文采用机器学习方法搭建以微结构变形参数为输入、等效刚度系数为输出的人工神经网络,实现等效刚度的高效预测。在优化过程中,本文引入表征单胞变形的单元设计变量,实现梯度板局部变形的显式控制,并引入映射函数节点设计变量,保证优化过程中单胞的局部变形与映射函数一致,方便两尺度优化结果解耦。数值算例验证了本文方法的有效性和正确性。

    Abstract:

    Gradient stiffened plates are widely used in aerospace, automotive, transportation and other fields for their excellent performance. Aiming at the gradient structure of gradient plate which leads to the problem of excessive computation and low efficiency of homogenization and two-scale optimization design, this paper adopts a machine learning method to build an artificial neural network with microstructure deformation parameters as input and equivalent stiffness coefficients as output, to realize the efficient prediction of equivalent stiffness. In the optimization process, this paper introduces unit design variables characterizing the deformation of the single cell to achieve explicit control of the local deformation of the gradient plate, and introduces mapping function node design variables to ensure that the local deformation of the single cell during the optimization process is consistent with the mapping function, which facilitates the decoupling of the two-scale optimization results. Numerical examples verify the effectiveness and correctness of the proposed method.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

向天宇,顾铖璋,张东斌,徐亮.基于渐近均匀化的梯度加筋板结构优化设计[J].南京航空航天大学学报,2024,56(1):154-162

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  • 收稿日期:2023-11-07
  • 最后修改日期:2024-01-11
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  • 在线发布日期: 2024-02-05
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