结构抗疲劳可靠性的水平集拓扑优化

doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2012.04.027

J4 ›› 2012, Vol. 39 ›› Issue (4): 149-154.doi: 10.3969/j.issn.1001-2400.2012.04.027

结构抗疲劳可靠性的水平集拓扑优化

刘国梁;陈建军;马洪波

(西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室，陕西西安 710071)

收稿日期:2011-12-05 出版日期:2012-08-20 发布日期:2012-10-08
通讯作者: 刘国梁
作者简介:刘国梁(1979-)，男，西安电子科技大学博士研究生，E-mail: luigl@126.com．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(50905134);中央高校基本科研资金资助项目(JY10000904012)

Structural topology optimization using a level-set method based on structural fatigue reliability analysis

LIU Guoliang;CHEN Jianjun;MA Hongbo

(Ministry of Education Key Lab. of Electronic Equipment Structure, Xidian Univ., Xi'an 710071， China)

Received:2011-12-05 Online:2012-08-20 Published:2012-10-08
Contact: LIU Guoliang

摘要/Abstract

摘要：

利用应力-强度干涉理论，对结构的概率疲劳和非概率疲劳强度可靠性进行了分析，构建了以结构柔度最小为目标函数、以体积比和疲劳可靠性为约束的连续体结构拓扑优化设计模型．优化前对概率和非概率的疲劳可靠性约束进行了等价显式化处理，使得优化过程形式简单，减少了计算量．利用水平集方法进行了结构拓扑优化．两个算例的结果显示了文中优化设计模型的合理性和方法的有效性．

关键词: 疲劳, 可靠性, 水平集, 拓扑优化

Abstract:

Based on the stress-strength interference theory for the fatigue reliability of structural elements, the probability and non-probability fatigue reliability of elements are studied and a new topological optimization method is presented. This method combines with the level set method for structural topology optimization, takes the minimized structural flexibility as the objective function, and chooses the volume and fatigue reliability requirement as constraint functions. The constraints of fatigue reliability are processed explicitly before optimization, which simplifies the optimization course, avoids complicated iteration operations and raises the computing efficiency. The results of engineering examples indicate the validity and rationality of the proposed method.

Key words: fatigue, reliability, level set method, topological optimization

中图分类号:

O342

刘国梁;陈建军;马洪波. 结构抗疲劳可靠性的水平集拓扑优化[J]. J4, 2012, 39(4): 149-154.

LIU Guoliang;CHEN Jianjun;MA Hongbo. Structural topology optimization using a level-set method based on structural fatigue reliability analysis[J]. J4, 2012, 39(4): 149-154.

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