刘宏亮
- 作品数：12 被引量：72H指数：5
- 供职机构：大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金海洋公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：理学机械工程航空宇航科学技术交通运输工程更多>>
- 基于等几何分析的结构优化研究评述
- <正>全面总结和评述了基于等几何分析的结构形状优化和拓扑优化的基本思想、实现技术及具体应用,并展望了有待解决的相关问题。
- 刘宏亮杨迪雄
- 文献传递
- 渤海海冰侧限压缩强度的影响因素分析被引量：9
- 2014年
- 为研究海冰在侧向作用下的压缩强度,针对A型侧限加载方式,对不同温度、盐度和加载速率下的海冰压缩强度进行了试验研究。利用统计方法分析了试验结果,表明侧限压缩强度与卤水体积的平方根存在负幂函数关系,与侧限应力呈线性关系,而受加载速率的影响并不明显。海冰侧限压缩强度与各影响因素(海冰温度、盐度、侧向力)间的函数关系可为冰荷载的确定提供参考。
- 季顺迎王安良刘宏亮
- 关键词：海冰加载速率
- 薄壳结构自由振动分析的等几何方法
- 根据虚位移原理和Kirchhoff-Love壳理论推导了薄壳自由振动分析等几何方法的列式。等几何分析采用等参思想，将精确描述几何模型的NURBS基函数同时用来表征结构分析的位移场函数，避免了有限元方法中存在的几何建模误差...
- 詹双喜杨迪雄刘宏亮
- 关键词：NURBS
- 薄壳结构自由振动分析的等几何方法
- 根据虚位移原理和Kirchhoff-Love壳理论推导了薄壳自由振动分析等几何方法的列式。等几何分析采用等参思想,将精确描述几何模型的NURBS基函数同时用来表征结构分析的位移场函数,避免了有限元方法中存在的几何建模误差...
- 詹双喜杨迪雄刘宏亮
- 关键词：NURBS
- 文献传递
- 基于改进的双向渐进结构优化法的应力约束拓扑优化被引量：31
- 2018年
- 工程结构设计时经常需要限制最大名义应力,以避免发生断裂或疲劳破坏,一个有效的策略是采用拓扑优化方法.常规的双向渐进结构优化法(bi-evolutionary structural optimization,BESO)不能有效求解应力约束拓扑优化问题,为此本文提出一种改进的双向渐进结构优化方法,处理体积和应力约束下的最小柔顺性问题.引入基于K-S函数的全局应力度量,以减小大量局部应力约束引起的计算代价.采用拉格朗日乘子法将应力约束函数引入到目标函数,然后由二分法确定合适的拉格朗日乘子的值使得应力约束得到满足.而且,详细推导了基于BESO方法的应力约束拓扑优化模型及其灵敏度列式,最后通过三个典型拓扑优化算例验证改进方法的有效性.为展示考虑应力约束的优点,将应力约束设计与传统的基于刚度的设计进行了比较.结果表明,改进的BESO方法优化迭代过程稳健,获得了边界灰度单元很少的清晰的拓扑构型,并实现了有效降低应力集中效应的设计.
- 王选刘宏亮龙凯杨迪雄胡平
- 关键词：结构拓扑优化应力约束
- 面向超材料微结构的离散变量拓扑优化设计
- 2023年
- 由周期性微结构组成的材料结构因其独特性质在飞行器结构设计中展现出良好的应用潜力。为了避免超材料微结构拓扑优化过程引入的中间密度所导致的灰度模糊设计结果,基于一种离散变量的拓扑优化方法,利用序列近似整数规划和正则松弛算法实现材料体积约束下的微结构拓扑优化设计。利用离散变量的特点首先给出了两种微结构的几何形状初始猜测,并根据这两种初始设计的构型分别进行了体积模量最大化和剪切模量最大化问题的求解。结果表明,微结构拓扑优化设计构型受初始设计和材料体积约束的影响较大,考虑不同的性能目标所获得的优化设计构型差异明显。数值算例展现了文中基于离散变量实现超材料微结构拓扑优化设计的可行性和有效性,避免了中间密度引起的灰度模糊问题,清晰的微结构拓扑构型提高了结构的可制造性。
- 刘宏亮刘宏亮梁缘王培金郝鹏
- 关键词：微结构设计拓扑优化离散变量整数规划
- 渤海海冰断裂韧度试验被引量：7
- 2013年
- 海冰的断裂韧度是近海结构冰荷载分析的重要参数,也是影响海冰断裂、重叠和堆积等动力行为的主要力学特性。2011—2012年冬季现场采集了渤海莱州湾的海冰试样,在室内低温环境下通过三点弯曲试验测得了不同温度、盐度和加载速率下的海冰断裂韧度KIC。结果表明,卤水体积(温度和盐度)和加载速率对KIC的影响比较显著。随温度和加载速率的降低,KIC值均会增大,且与卤水体积的平方根呈负指数关系。为极限破坏状态下海冰的断裂过程和冰荷载分析的参数选用提供了依据。
- 季顺迎刘宏亮许宁马红艳
- 关键词：海冰断裂韧度冰温加载速率
- 基于IGA-SIMP法的连续体结构应力约束拓扑优化被引量：11
- 2018年
- 建立了一种IGA-SIMP框架下的连续体结构应力约束拓扑优化方法。基于常用的SIMP模型,将非均匀有理B样条(NURBS)函数用于几何建模、结构分析和设计参数化,实现了结构分析和优化设计的集成统一。利用高阶连续的NURBS基函数,等几何分析(IGA)提高了结构应力及其灵敏度的计算精度,增加了拓扑优化结果的可信性。为处理大量局部应力约束,提出了基于稳定转换法修正的P-norm应力约束策略,以克服拓扑优化中的迭代振荡和收敛困难。通过几个典型平面应力问题的拓扑优化算例表明了本文方法的有效性和精确性。应力约束下的体积最小化设计以及体积和应力约束下的柔顺度最小化设计的算例表明,基于稳定转换法修正的约束策略可以抑制应力约束体积最小化设计中的迭代振荡现象,获得稳定收敛的优化解;比较而言,体积和应力约束下的柔顺度最小化设计的迭代过程更加稳健,适合采用精确修正的应力约束策略。
- 刘宏亮杨迪雄
- 关键词：结构拓扑优化应力约束
- 渤海莱州湾和黄河口附近海冰剪切强度的试验研究被引量：4
- 2013年
- 剪切强度是海冰的基本力学性质,直接影响到冰区结构物冰荷载的确定以及海冰在动力演变过程中的破坏行为。采用侧限单面剪切试验对渤海莱州湾和黄河口的海冰进行了剪切强度测试,分析了温度、卤水体积、剪切应力率的影响。结果表明,海冰剪切强度随冰温的降低和剪切应力率的增大而呈线性增长,而与卤水体积的平方根呈幂函数降低。在此基础上,综合考虑卤水体积和剪切应力率的影响,对海冰剪切强度进行了双参数拟合,为研究海冰剪切破坏机理提供了参考依据。
- 季顺迎李鹏飞刘宏亮苏洁
- 关键词：海冰剪切强度冰温
- 基于等几何方法的功能梯度Mindlin板结构拓扑优化设计
- 2023年
- 提出一种基于等几何分析的功能梯度Mindlin板结构拓扑优化方法,实现了沿着板面内方向梯度材料渐变与结构拓扑协同设计。基于等几何分析中的非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline,NURBS)基函数,保证了板结构建模、仿真分析和优化设计的参数化统一。由于等几何方法基函数的高阶连续性、非负性、规范性等特点,建立了合理的设计变量与梯度材料相对密度的分布关系。为了克服Mindlin板仿真分析的数值闭锁问题,采用NURBS等几何分析单元的缩减积分策略。数值算例展示了该方法的有效性,且获得了具有清晰细节特征的功能梯度板新型设计方案。结果表明,相比于预先定义材料配比,该方法可以实现功能梯度材料属性与结构拓扑的协同优化设计。
- 刘宏亮刘宏亮王培金
- 关键词：功能梯度材料MINDLIN板拓扑优化
