【摘 要】
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本文以具有广泛应用前景的智能结构为背景,及力学,材料学,优化为一体,对压电智能结构这个广阔的,最前沿的多学科方向进行了探索和研究,主要内容如下:1.考虑了机电耦合效应,建
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本文以具有广泛应用前景的智能结构为背景,及力学,材料学,优化为一体,对压电智能结构这个广阔的,最前沿的多学科方向进行了探索和研究,主要内容如下:1.考虑了机电耦合效应,建立了智能桁架有限元分析模型,通过两个算例,分析了机电耦合效应对结构的静态行为(定位精度,背架精度)、动态行为(结构最低固有频率)的影响。2.对智能桁架在形状控制(形状定位精度,结构精度)方面的应用进行了优化,建立了以作动器配置参数和控制电压参数为设计变量,以智能桁架形状精度,能耗和成本为目标的优化模型,提出了自己的创新点:(1)将作动器配置参数和控制电压参数为设计变量,建立了一个广义设计变量,引入NCP函数,将离散变量转化为连续变量,将这两类变量放在同一个设计空间加以考虑,同时优化作动器的位置,数量及控制电压。(2)在模型中加入压杆稳定约束,使智能桁架结构更加稳定。(3)考虑了频率约束,使结构更加符合工程实际应用。利用上述模型计算算例,采用MATLAB编制有限元分析程序,用iSIGHT进行优化,给出相应的计算结果,与目前国际上的最新研究结果相比较,验证了本文提出的模型及方法的优点,特别对加入频率约束或(及)压杆稳定约束后对优化的影响进行了比较于与分析。
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