论文摘要
本文回顾了空间结构在造型上的研究现状、自由曲面造型在空间结构造型上的应用现状及现有结构优化设计的几种方法。基于曲面变形能最小的思想,提出自由曲面造型在结构优化设计中应用的方法。 研究了曲线曲面的基础知识,着重给出B样条曲线、曲面的定义、性质、节点矢量以及基本造型算法。基于物理的变形曲面造型是在B样条曲线、曲面的基础上建立起来的,对这些基础知识的研究学习有利于下文研究的进行。 基于物理变形的曲面造型方法建模理论。主要是研究这种造型方法的基本原理及实现过程。包括建立曲线曲面变形能量模型及模型的NURBS化处理、建立本文的优化目标函数、研究几种不同约束影响、数学规划计算曲面解析式的几种处理方法,最后具体给出几个算例来帮助理解基于物理的变形曲面造型方法建模的基本过程。 推导了薄壳结构的变形能模型以及自由曲面造型在薄壳结构应用中的优化设计模型,并着重研究了实现优化造型的两种具体计算方法:纯数学方法和基于ANSYS的优化实现方法。最后结合算例分析,得出这种造型方法在结构造型设计上的正确性和可行性。 然后又推导了薄膜结构的变形能模型以及自由曲面造型在薄膜结构找形中的优化设计模型,研究了各种几何约束对膜结构找形优化模型的影响,最后分析这种优化方法在薄膜结构找形中应用的具体实现流程图,给出实例,并和ANSYS软件关于膜结构找形的结果加以比较分析。验证此方法的可行性。
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摘要Abstract第一章 绪论§1.1 空间结构在造型方面的研究现状§1.2 自由曲面在空间结构上的应用及研究现状§1.3 结构优化设计研究现状§1.4 本文研究的造型方法意义§1.5 本文的主要工作第二章 曲线曲面理论§2.1 曲线与曲面的基本知识2.1.1 曲线的表示2.1.2 曲线的切矢2.1.3 曲面的表示2.1.4 曲面的度量性质2.1.5 曲面的曲率性质§2.2 B样条曲线曲面2.2.1 B样条的定义2.2.2 B样条曲线的定义域2.2.3 B样条曲线的性质2.2.4 B样条曲面的定义及性质2.2.5 三次均匀B样条曲线2.2.6 三次准均匀B样条曲线第三章 基于物理的曲面优化造型方法§3.1 引言§3.2 基于物理变形的优化法建模的相关知识3.2.1 基本力学原理3.2.2 能量模型的处理§3.3 数学规划优化方法§3.4 实例分析第四章 曲面优化造型在薄壳结构中的应用§4.1 引言§4.2 壳结构变形能模型§4.3 壳结构能量优化模型§4.4 弹性体位移函数求解§4.5 壳结构优化造型计算框图§4.6 在ANSYS软件中实现壳结构优化造型4.6.1 纯数学法造型的缺点4.6.2 在ANSYS软件中优化造型的应用推导§4.7 算例分析第五章 曲面优化造型在膜结构找形中的应用研究§5.1 引言§5.2 膜曲面变形能量模型§5.3 膜曲面能量优化模型§5.4 膜结构优化造型计算框图§5.5 算例分析§5.6 与ANSYS软件膜找形结果比较第六章 结论及展望§6.1 全文总结§6.2 进一步研究工作展望参考文献致谢
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标签：自由曲面论文; 优化论文; 变形能论文; 薄壳结构论文; 薄膜结构论文;
