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苏文政: 作品数：14 被引量：29H指数：3; 供职机构：大连交通大学土木与安全工程学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>; 相关领域：理学一般工业技术文化科学建筑科学更多>>

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基于偶应力模型的连续体结构拓扑优化设计被引量：1: 2009年; 经典连续介质理论不包含材料尺度参数,因而基于经典理论的结构拓扑优化无法显现尺度效应.本文在偶应力理论的框架下,构造了四节点四边形离散偶应力单元,将传统的SIMP方法推广至偶应力介质.结果表明,在以结构的最大刚度为目标的设计中,偶应力介质的最优结果取决于宏观结构尺寸与材料微结构尺寸(或者特征长度)的比值,最优结果具有明显的尺度效应,具体为,二者比值较大将产生与传统理论相似的结构,而二者比值相当则产生独特的偶应力主导的结构.; 刘书田苏文政; 关键词：偶应力拓扑优化有限元

桁架板等效刚度分析被引量：7: 2007年; 桁架材料的连续介质等效模型的研究已有相当基础,而工程中桁架材料往往以类板结构形式出现,其变形表现出明显的弯曲特征。将类板桁架材料采用弯曲板模型模拟,研究合理的方法确定等效板模型的刚度具有重要意义。本文在基于Kirchhoff假定的小挠度薄板弹性理论框架下,研究了类板桁架材料的等效弯曲薄板模型,提出了确定薄板模型等效刚度的基于Dirichlet位移边界条件的代表体元法,给出了确定各刚度系数所对应的代表体元的边界位移形式。具体计算了几种典型形式桁架板的等效刚度,并采用有限元离散模型和实验技术分析了桁架板在一定的边界约束和荷载作用下的响应,并与等效板模型的分析结果进行了对比。结果表明,在响应分析中,具有等效刚度的薄板模型可准确模拟类板桁架材料;连续介质板等效刚度计算的积分法不能给出准确的桁架板等效刚度,而基于Dirichlet位移边界条件的代表体元法获得的等效板的刚度具有很高的精度。; 苏文政刘书田张永存; 关键词：等效刚度

面向基频的偶应力介质结构拓扑优化: 在线弹性小变形范围内,研究了以结构最大基频为目标的偶应力介质结构拓扑优化设计问题,建立了求解偶应力介质结构特征值分析的有限元模型,推导了目标函数的灵敏度计算过程.数值结果表明优化模型能够给出合理的设计结果,基于偶应力介质...; 苏文政

基于偶应力理论的格栅材料等效介质模型: <正>轻质多孔固体以其低的相对密度、高的比刚度和比强度、相对低的热导率以及高压缩比等特点而作为轻质结构件、隔热体和吸能材料广泛应用于航空航天以及工业生产的其它领域。其中的周期性二维格栅材料又称为蜂窝材料,由于其制造工艺相...; 苏文政刘书田; 文献传递

偶应力介质结构的最优强度拓扑优化: 2014年; 在等应变能密度分布的意义下给出了偶应力介质结构最优强度的拓扑优化设计方法。优化模型的设计变量为单元的密度,约束函数为许用材料的体积用量,目标函数通过等应变能密度准则隐式地给出。该方法的优点在于将强度约束/目标的显式应力形式进行转化,避免了应力函数优化问题中的奇异性、强非线性及约束的局部性等困难。数值算例表明,基于优化模型,偶应力介质的最优结果依赖于结构的最小局部尺寸与偶应力介质特征长度的比值。当宏观结构的尺寸远大于特征长度时,偶应力介质的结果趋于经典连续介质的相应结果。; 苏文政; 关键词：偶应力拓扑优化准则法

基于偶应力理论的多孔固体材料与结构的分析与设计: 建立宏观等效性能与材料微结构之间的关系,并据此设计材料以及结构是多孔固体研究的重要内容。宏观等效性能的研究通常是基于经典连续介质理论,将多孔固体等效为一种均匀连续介质。由于该理论不包含材料的任何尺度参数,仅仅是对材料微结...; 苏文政; 关键词：偶应力拓扑优化有限元; 文献传递

桁架材料弹性波带隙特性分析被引量：4: 2007年; 研究了弹性波在周期性桁架材料中的传播特性,并根据桁架材料的周期性特点和杆纵向振动模态,给出了基于单胞的桁架材料弹性波色散(dispersion)方程。分析了1维和2维问题的色散特性,研究了相应的弹性波带隙性质;以CAE分析软件为工具平台对桁架材料的带隙特性进行了数值仿真实验,给出了基于谐响应和特征频率变化特征的仿真实验方法。仿真实验确认了所分析的桁架材料的带隙特性,同时说明所用的仿真实验方法是可行的。; 刘书田曹先凡贺丹苏文政; 关键词：弹性波带隙

结构最大刚度拓扑优化的隐式方法被引量：6: 2015年; 提出了结构在力、位移以及力与位移混合作用方式下结构最大刚度拓扑优化的一般性设计方法。设计目标为最大化结构的最小总势能,设计变量为单元的密度。通过SIMP(solid isotropic materials with penalization)准则建立设计变量与结构性能之间的关系。通过KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件推导了优化问题的最优解条件;并给出了基于最优解条件的变量迭代格式。迭代格式不显含目标函数,是一种隐式的求解方法。数值算例表明,对于结构承受力、位移以及力和位移混合作用时均能够获得准确结果,且方法具有简洁高效的特点。; 苏文政; 关键词：刚度拓扑优化准则法

一类多孔固体的等效偶应力动力学梁模型被引量：3: 2016年; 一维多孔固体结构可采用等效连续介质梁模型来研究其动力学行为.当类梁结构的高度尺寸和多孔固体单胞结构尺寸相近时,等效模型的力学行为会产生尺寸效应现象.等效经典模型由于不包含尺度参数而无法描述尺寸相关特点,而广义连续介质力学模型则可以准确地考虑尺寸效应的影响.基于偶应力理论,对一类单胞含有圆形孔洞的周期性多孔固体类梁结构,给出了分析其横向自由振动的等效连续介质铁木辛柯梁模型.通过对单胞分析,在应变能等价和几何平均的意义下,定义了等效偶应力介质的材料常数.利用已有的材料常数,推导了等效铁木辛柯梁的动力学微分方程.将实际多孔固体结构进行完全的动力学有限元离散计算,所获得的解作为精确解以检验等效梁模型所获得的频率和振型的精度.振型的比较借助于模态置信准则矩阵方法.大量算例表明,等效偶应力铁木辛柯梁模型在频率和振型两方面均具有较高的计算精度.重点研究了单胞孔径的相对大小、类梁结构高度与单胞尺寸比以及类梁结构长高比对等效梁模型精度的影响.在此基础上,偏保守地建议了多孔固体类梁结构自振分析方法.; 苏文政刘书田; 关键词：动力学偶应力尺寸效应

考虑位移补偿的结构几何稳定性拓扑优化被引量：3: 2013年; 大量工程问题要求结构的局部区域在不同承载工况下保持位移响应的几何稳定性.在结构的特定区域引入可以随承载工况调节的补偿位移是实现这一目标的有效手段.在线弹性小变形范围内,通过最小的变形控制成本,研究了多工况下使结构特定位置的位移响应保持几何稳定性的拓扑优化问题.设计目标为在保持结构位移响应几何稳定性的同时实现结构的最大刚度;优化模型包含两类设计变量:结构拓扑变量及补偿位移变量,两类变量采用分层寻优技术进行耦合.采用伴随法分别推导了目标函数对两类设计变量的敏度求解格式.结果表明,该优化模型能够在兼顾成本的同时较好地实现结构的变形控制目标.; 苏文政张永存刘书田; 关键词：结构优化拓扑优化敏度分析

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