頻率約束的三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)動(dòng)力拓?fù)鋬?yōu)化研究的開題報(bào)告

頻率約束的三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)動(dòng)力拓?fù)鋬?yōu)化研究的開題報(bào)告題目：頻率約束的三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)動(dòng)力拓?fù)鋬?yōu)化研究一、研究背景及意義三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)動(dòng)力拓?fù)鋬?yōu)化是結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，該方向的研究目的是通過對(duì)結(jié)構(gòu)的拓?fù)溥M(jìn)行優(yōu)化，減少結(jié)構(gòu)的重量，提高結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。在目前的工程應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)的輕量化已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)、一種需求，輕量化設(shè)計(jì)能夠降低成本、提高結(jié)構(gòu)的性能，應(yīng)用廣泛。在獲得輕量化的結(jié)構(gòu)后，如何保證結(jié)構(gòu)的頻率符合要求是一個(gè)非常重要的問題。因此本課題以頻率為約束求解結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化方案，意義在于為實(shí)現(xiàn)輕量化結(jié)構(gòu)的同時(shí)，不影響結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。二、研究?jī)?nèi)容和方案（1）研究目標(biāo)1、研究基于頻率約束的三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法，確保在其輕量化的前提下，結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性符合要求。2、采用Matlab等軟件建立三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)的有限元仿真分析模型。3、對(duì)結(jié)構(gòu)的拓?fù)溥M(jìn)行優(yōu)化，減少結(jié)構(gòu)的重量，提高結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。（2）研究方案1、建立三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)有限元模型；利用有限元分析軟件進(jìn)行靜力/動(dòng)力分析，獲得結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)。2、基于拓?fù)鋬?yōu)化理論，提出一種基于頻率約束的拓?fù)鋬?yōu)化算法。3、根據(jù)算法，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)并進(jìn)行數(shù)值模擬，比較各種算法的優(yōu)劣。4、進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化得到最佳方案，并對(duì)方案進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化調(diào)整。（3）研究思路1、建立能夠支持和處理頻率約束的三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)的有限元仿真模型。2、提出適合頻率約束的拓?fù)鋬?yōu)化算法，制定求解方案和評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行求解。3、分析優(yōu)化結(jié)果，評(píng)價(jià)拓?fù)鋬?yōu)化的可行性和收益。三、進(jìn)度安排第一年：1、調(diào)研國(guó)內(nèi)外三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的研究現(xiàn)狀；2、建立三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)的有限元分析模型；3、基于Matlab軟件，編寫求解頻率約束的拓?fù)鋬?yōu)化算法。第二年：1、對(duì)不同的算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，比較拓?fù)鋬?yōu)化的可行性和收益；2、針對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化；3、對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)、資料進(jìn)行整理和總結(jié)。第三年：1、撰寫結(jié)題報(bào)告并進(jìn)行學(xué)術(shù)論文發(fā)表；2、與學(xué)術(shù)專家進(jìn)行溝通交流，接受學(xué)術(shù)指導(dǎo)和意見回饋。四、可能的難點(diǎn)及解決思路1、如何有效地建立三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)的有限元仿真分析模型，快速獲得結(jié)構(gòu)頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)。解決思路：建立中小型工程案例，尋求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及CAD設(shè)計(jì)信息，利用MATLAB等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，建立數(shù)學(xué)模型。2、如何確定評(píng)價(jià)指標(biāo)并進(jìn)行數(shù)值模擬求解，使最優(yōu)解的可行性更高。解決思路：優(yōu)化算法針對(duì)時(shí)間、空間復(fù)雜度進(jìn)行評(píng)價(jià)