采用包络-准则法优化考虑瞬态传热的薄板结构

摘要

刚度和强度是薄板结构的两个主要性能.在瞬态传热过程中,考虑热-力耦合,随时间和空间变化的非均匀温度场在结构中会引起热变形和热应力,温度场随时间变化的规律和空间分布依赖于板的厚度变化,进而影响板的刚度和强度.因此,考虑瞬态传热的薄板优化问题具有更强的非线性,更加难以求解.本文给出一种包络-准则方法处理这类结构优化问题.首先,针对外力荷载,进行一个结构柔顺性的优化设计;以这一设计为基础,通过瞬态热-力耦合分析及优化准则,计算多个时刻的优化设计变量并取其包络,对上述优化结果进行迭代修正,以消除瞬态温度场作用下较高的局部应力.优化算例表明,该方法对于考虑瞬态传热薄板优化问题有效.