Abaqus/ATOM拓扑优化培训
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l 简介
þ 结构优化设计研究的历史发展
ü 结构优化设计的分类和层次
ü 结构优化的发展
þ 连续体结构拓扑优化的研究进展
ü 连续体结构拓扑优化的数值方法
ü 连续体结构拓扑优化的求解方法
þ 数学规划概念与算法
ü 结构优化设计的三要素
ü 数学规划模型
ü 线性规划
ü 二次规划
ü 库恩 -塔克条件和对偶理论
ü K-S函数方法
ü 广义几何规划理论
ü 函数变换下的函数高阶展式和单项高阶缩并公式
l ICM(独立、连续、映射)方法的基础
þ 传统拓扑优化问题的困难
þ 阶跃函数和跨栏函数——构造离散拓扑变量与单元性能关系的桥梁
þ 根本性突破的关键——磨光函数逼近阶跃函数和过滤函数逼近跨栏函数
ü 磨光函数
ü 过滤函数
ü 过滤函数使拓扑优化的求解可以操作
ü 四个函数的相互关系
þ ICM方法及其应用
ü 映射识别与全程识别量
ü 几种典型的磨光函数和过滤函数
ü 各种性能识别的快慢和参数确定
ü 过滤函数中指数函数参数到对数函数参数的变换
ü 基于 ICM方法建立结构拓扑优化模型
ü 映射的反演
þ 对磨光函数和过滤函数性能的深入探讨
ü 划分磨光函数(和过滤函数)的类型
ü 类型判别定理
ü 磨光函数与过滤函数的对应定理
þ 对高精度过滤函数的深入探讨
ü 高精度过滤函数的使用准则
ü 根据高精度左磨函数构造快滤函数的方法
ü 指数类快滤函数的参数选取
þ ICM方法在基本概念上的突破
l 连续体应力约束下的拓扑优化
þ 基于 ICM方法的应力零阶近似处理和模型求解
ü 应力约束零阶近似的连续体结构拓扑优化模型
ü 应力零阶近似策略下连续体结构拓扑优化求解
ü 求解算法中的其他策略
ü 数值算例
þ 替代应力约束的全局化应力约束
ü 应力约束全局化策略
ü 应变能约束修正系数的引入
ü 利用昀小二乘法求修正系数
ü 数值模拟确定修正系数
ü 许用应力对连续体拓扑结构的影响
ü 多工况下应变能约束的修正系数
ü 结构许用应变能的求得
þ 结构应变能约束下的连续体结构拓扑优化
þ 结构畸变比能约束下的连续体结构拓扑优化
ü 应力约束转化为结构畸变比能约束的全局化策略及其修正
ü 修正结构全局畸变比能约束下的连续体结构拓扑优化 ICM模型
þ 载荷病态问题及其解决
ü 三类载荷病态现象
ü 以结构应变能作为权系数处理载荷
ü 工况间有载荷病态但工况内无载荷病态
ü 仅在工况内有载荷病态
ü 工况间有载荷病态同时某工况内亦有载荷病态
þ 应力奇异性的探讨
þ 数值算例
ü 算例 1
ü 算例 2
ü 算例 3
ü 算例 4
ü 算例 5
ü 算例 6:工程应用——赵州桥的拓扑优化
l 连续体位移约束拓扑优化
þ 位移约束的显式化
ü 位移敏度分析的直接法
ü 位移敏度分析的伴随法
ü 利用一阶泰勒近似将位移约束显式化
ü 利用莫尔定理将位移约束显式化
ü 两种显式化方式的一致性
þ 多工况位移约束下优化模型的建立与求解
þ 考虑离散性条件目标的 ICM方法
þ 解决棋盘格式及网格依赖
ü 棋盘格现象及网格依赖性
ü 使用过滤方法消除棋盘格现象及解决网格依赖性
þ 数值算例
ü 算例 1
ü 算例 2
ü 算例 3
ü 算例 4
ü 算例 5
l 连续体应力与位移约束拓扑优化
þ 应力约束和位移约束的无量纲化
þ 多工况连续体应力与位移约束拓扑优化模型的建立与求解
þ 数值算例
ü 算例 1
ü 算例 2
ü 算例 3
ü 算例 4
l 连续体频率约束拓扑优化
þ 频率约束的近似显式化
þ 频率约束下连续体拓扑优化模型的求解
þ 解决棋盘格式及网格依赖
þ 局部模态及模态交换问题
ü 局部模态问题
ü 解决局部模态问题
ü 模态交换问题
ü 解决模态交换问题
þ 数值算例
ü 算例 1
ü 算例 2
ü 算例 3
ü 算例 4
l 连续体位移与频率约束拓扑优化
þ 频率与位移约束的无量纲化
þ 位移与频率约束连续体拓扑优化模型的建立与求解
þ 数值不稳定问题的求解策略
ü 解决棋盘格式及网格依赖
ü 局部模态及模态交换等问题的处理
þ 数值算例
ü 算例 1
ü 算例 2
ü 算例 3
l 连续体强迫谐振动下拓扑优化
þ 强迫谐振动下位移幅值灵敏度分析
ü 强迫谐振动下位移幅值敏度分析常见方法
ü 无阻尼强迫谐振动下位移幅值敏度分析
ü 有阻尼强迫谐振动下位移幅值敏度分析
ü 矩阵导数的计算
ü 数值算例
þ 位移幅值约束的近似显式化
þ 强迫谐振动下位移幅值约束拓扑优化的建模与求解
þ 数值算例
ü 算例 1
ü 算例 2
l 连续体屈曲约束拓扑优化
þ 屈曲分析的基本概念
þ 屈曲约束的显式化
þ 连续体屈曲约束拓扑优化建模与求解
þ 屈曲临界力上限的选取准则
ü 一阶临界力上限与拓扑结构重量的关系
ü 二阶临界力上限与拓扑结构重量的关系
ü 三阶临界力上限与拓扑结构重量的关系
þ 数值算例
ü 算例 1
ü 算例 2
ü 算例 3
ü 算例 4
l 其他相关的方法
þ 有无复合体方法及其对于连续体拓扑优化的应用
ü 有无复合体平面膜单元
ü 有无复合体的许用应力
ü 有无复合体平面膜单元对位移的贡献
ü 有无复合体平面膜结构在应力与位移约束下的拓扑优化
ü 数值算例
þ 约束集成化的连续体结构拓扑优化
ü 应力约束集成化建模与求解
ü 位移约束集成化建模与求解
ü 应力和位移约束集成化建模与求解
þ 抛物型凝聚函数的结构拓扑优化方法
ü 抛物型凝聚函数
ü 抛物型凝聚函数对于约束的集成化
þ 阶跃函数高精度逼近的结构拓扑优化方法
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