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《基于變密度法的柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)及其后處理方法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號(hào)學(xué)號(hào)M201270508學(xué)校代碼10487密級(jí)碩士學(xué)位論文基于變密度法的柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)及其后處理方法研究學(xué)位申請人：李伯豪學(xué)科專業(yè)：工業(yè)工程指導(dǎo)教師：高亮教授答辯日期：2015年5月13日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonTopologyOptimizationDesignandPostProcessingMethodofCompliantMechanismbasedonSIMPCandidate:LiBo
2、haoMajor:IndustrialEngineeringSupervisor:ProfessorGaoLiangHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,13th,2015獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日
3、期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。（請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月日華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要柔性機(jī)構(gòu)通過彈性形變傳動(dòng)的特點(diǎn)，使其擁有不依賴傳動(dòng)副、結(jié)構(gòu)小型化等等剛性機(jī)構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢，因而被廣泛應(yīng)用于航空
4、航天、微機(jī)電系統(tǒng)等高精尖領(lǐng)域。拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)在柔性機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使其擺脫了以往過分依賴人工經(jīng)驗(yàn)的格局，讓柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)化、科學(xué)化，具有重大的應(yīng)用價(jià)值與研究意義。但柔性機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化過程中容易出現(xiàn)單點(diǎn)鉸鏈問題，造成應(yīng)力集中，使柔性機(jī)構(gòu)發(fā)生斷裂失效；另一方面，現(xiàn)有的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)得到的柔性機(jī)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果往往與工程實(shí)際相脫節(jié)，模型提取較為困難，不具備良好的可制造性。因此，現(xiàn)階段該技術(shù)領(lǐng)域中存在的最亟需克服的問題是，在優(yōu)化過程中盡可能的避免出現(xiàn)單點(diǎn)鉸鏈情況，同時(shí)使所進(jìn)行的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果盡可能的更靠近實(shí)際工程應(yīng)用，滿足其可制造性的要求。本論文研究系統(tǒng)地分析了國內(nèi)外有關(guān)柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)
5、化的相關(guān)研究成果，同時(shí)結(jié)合本研究要解決的問題，著重分析了單點(diǎn)鉸鏈以及優(yōu)化結(jié)果的后處理等方面的問題，本研究工作主要從如下幾個(gè)方面展開：首先，深入了解柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化領(lǐng)域的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上研究了SIMP方法與參數(shù)化水平集法的求解流程，同時(shí)系統(tǒng)研究對比其所存在的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。其次，分析了柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化建模方面存在的問題，并且建立了柔性機(jī)構(gòu)在進(jìn)行多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化時(shí)通用的數(shù)學(xué)模型，一方面滿足結(jié)構(gòu)自身的承載能力要求，一方面提高其輸出特性，并將密度過濾技術(shù)與敏度過濾技術(shù)結(jié)合，通過使用混合過濾技術(shù)盡可能降低產(chǎn)生單點(diǎn)連接問題的發(fā)生，同時(shí)運(yùn)用實(shí)例分析來驗(yàn)證所建立的數(shù)學(xué)模型及數(shù)值過濾方法的可行性。
6、然后，針對SIMP法優(yōu)化結(jié)果可制造性差的問題，提出了一種基于參數(shù)化水平集的后處理方法，用于對SIMP法的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行后處理，避免了鋸齒狀邊界以及中間密度等情況的發(fā)生，使結(jié)果的可制造性得到提升；另一方面，對單點(diǎn)鉸鏈等薄弱區(qū)域都能夠有很好的優(yōu)化。運(yùn)用實(shí)例分析來驗(yàn)證所提出方法的可行性以及較之前方法的優(yōu)勢所在。最后，對全文的主要工作進(jìn)行了總結(jié)，分析了現(xiàn)有研究的不足以及日后工作的重點(diǎn)。關(guān)鍵詞：拓?fù)鋬?yōu)化SIMP法PLSM法柔性機(jī)構(gòu)后處理I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractCompliantmechanismshaveincomparableadvantagesovertherig
7、idmechanismsinsomeway,suchasindependenceoftransmissionvice,theminiaturizationofstructuresandsoon,whichresultfromitscharacteristicsoftransmissiondrivenbyelasticdeformation.Theyarewidelyusedinabroadrangeofhigh-techfieldsvaryingfromaerospacetomicro-electromechani
