基于位移響應最小化的約束阻尼結構優化設計

侯俊劍，房占鵬，何文斌

(鄭州輕工業學院 機電工程學院，河南 鄭州450002)

基于位移響應最小化的約束阻尼結構優化設計

侯俊劍，房占鵬，何文斌

(鄭州輕工業學院 機電工程學院，河南 鄭州450002)

針對約束阻尼結構的動力學拓撲優化問題，基于實體各向同性材料懲罰模型(SIMP插值模型)，以約束阻尼結構位移響應最小化為優化目標，約束阻尼材料使用量為約束條件，建立了約束阻尼結構位移響應拓撲優化模型.在位移響應的靈敏度分析時，將模態阻尼比的靈敏度引入到優化目標的靈敏度分析中，使優化目標的靈敏度計算更加準確合理.采用移動漸近線法(MMA)對拓撲優化模型進行求解.通過算例分析，驗證了提出的約束阻尼結構的動力學優化算法的正確性和有效性.

約束阻尼；拓撲優化；靈敏度；位移響應

0 引言

約束阻尼處理技術對原結構改變少，易于實施，能有效地抑制結構寬頻振動噪聲，在航空航天、汽車和艦船等行業的減振降噪方面獲得廣泛應用[1-2].為了降低成本及提高阻尼材料的利用效率，需對約束阻尼材料的布置位置進行優化.目前，約束阻尼結構的拓撲優化大多以模態阻尼比(模態損耗因子)為優化目標，旨在通過提高約束阻尼結構的模態阻尼比(模態損耗因子)來抑制結構的振動和噪聲輻射[3-6].在此研究中，僅考慮了結構模態阻尼比(模態損耗因子)，未考慮振型和固有頻率的變化對結構振動響應影響.

以結構動響應為優化目……