板壳结构单元厚度离散变量优化及其对NASTRAN软件的二次开发

摘要

该文利用MSC/PATRAN提供的PCL语言,在MSC/NASTRAN和北京工业大学工程数值模拟中心开发的板壳结构连续变量优化程序的基础上开发了板壳结构的离散变量截面优化的优化模块.将建立优化模型的菜单融合到PATRAN界面,用户可以通过人机界面的交互功能确定设计变量、约束条件及目标函数三要素,实现程序的可视化.所开发的模块的主要功能是在给定了板壳的材料常数、板壳结构的边界形状、边界条件和连续变量优化结果的前提下,确定表征板壳厚度的设计变量,在满足位移和应力约束条件下实现结构重量最小.该文依据力学映射的方法,在建立离散优化数学模型的过程中采取的求解策略是:(1)采用板壳变量无量纲化技术解决设计变量连接的困难;(2)按

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文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1结构优化的研究历程与现状

1.1.1优化设计的介绍及其重要性

1.1.2结构优化方法的发展进程

1.1.3结构优化的展望

1.2板壳优化与离散变量优化

1.3本课题的软件平台、目标、内容和意义

1.3.1 CAE技术的发展

1.3.2在MSC/NASTRAN上开发板壳离散优化模块的意义

1.3.3本课题的目标

1.3.4本课题的内容

第二章优化设计开发平台的介绍

2.1 MSC/PATRAN、NASTRAN简介

2.2 PCL语言简介和使用

2.2.1引言

2.2.2用户程序与NASTRAN程序的连接

2.2.3编写用户自己开发的界面

2.2.4程序的编写和函数的调用

2.2.5用户程序与NASTRAN的数据交换

2.3本章小结

第三章程序开发的理论基础

3.1引言

3.2离散变量优化过程中的基本思想

3.3数学模型的建立与求解

3.3.1变内力单元的双节模型建立

3.3.2双节模型两种厚度的确定

3.3.3建立线性规划模型

3.3.4求解板壳离散厚度

3.4本章小结

第四章板壳离散变量优化设计在NASTRAN上的实现

4.1引言

4.2程序开发中的若干处理

4.3几种优化方法的优化效果比较

4.3.1 NASTRAN的分析结果

4.3.2连续优化结果

4.3.3离散优化结果

4.4算例

4.4.1算例一：矩形板

4.4.2算例二：三十六块板组合

4.4.3算例三：底部圆周固定的圆筒

4.4.4算例四：底部圆周固定的烟囱

4.4.5算例五：矩形平板

4.4.6算例六：雾化喷油器

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢