刘岭 作品数:11 被引量:68 H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 国家重点基础研究发展计划 教育部“优秀青年教师资助计划” 更多>> 相关领域: 理学 一般工业技术 建筑科学 更多>>
二维类桁架材料结构弹塑性分析 被引量:3 2007年 类桁架材料所构成结构的弹塑性行为的精确建模分析保证非常耗时,为了在保证精度的前提下提高此类问题的求解效率,利用类桁架材料基本构件长细比较大的特点,将材料单胞简化为桁架模型.考虑到微单胞空间分布的周期性,基于数值均匀化理论提出了类桁架材料结构的宏微观两级弹塑性求解格式.原问题转化为宏观上一个非线性弹性连续体计算问题和微观上多个小规模桁架系统的弹塑性计算问题.两个数值算例分别考虑了简单加载,非单调加载,规则宏观结构和具有非完整单胞的较复杂宏观结构等问题.与实际结构计算结果在精度和时间等方面的比较验证了求解格式的有效性.最后还探讨了算法的适用范围. 刘岭 阎军 程耿东关键词:弹塑性计算 多尺度分析 考虑尺寸效应的模块化结构两层级优化设计 被引量:8 2010年 出于构造、美观、生产工艺、质量控制、降低成本等考虑,在很多工业应用中,整个结构或装备可被规整的分成几个相同的子区域,各个子区域的结构形式完全相同,这样的子区域称为基本设计模块.整个结构或装备可通过有限个基本设计模块重复拼装而成.针对此类模块化结构,考虑结构与模块间的耦合作用,提出了结构、模块两层级并发优化设计的模型与求解方法,研究了基本设计模块的绝对尺寸对优化结果的影响.通过在结构和模块两个层次上分别引入独立的人工密度变量,借助拓扑优化技术和惩罚策略,给出了最优的设计模块构型以及模块在结构尺度上的最优分布,通过单工况和多工况数值算例验证了该方法的有效性. 阎军 刘岭 刘晓峰 邓佳东关键词:拓扑优化 模块化 尺寸效应 基于拉格朗日乘子法和群论的具有任意位移边界条件的旋转周期对称结构有限元分析 被引量:1 2004年 对任意位移边界条件下的旋转周期对称结构,由拉格朗日乘子法建立有限元方程。在对称适应的坐标系下,由结构刚度矩阵的块循环性质,利用群变换给出一种新的求解方法。数值验证给出令人满意的结果。 刘岭 杨海天关键词:有限元 拉格朗日乘子 基于模块拼装的结构/材料一体化优化设计 <正>出于构造、美观、生产工艺、质量控制、降低成本等因素考虑,在很多工业应用中,整个结构区域可被规整的分成几个相等的子区域,各个子区域内的结构形式完全相同(本文中称这样的子区域为基本设计模块),整个结构则可以通过有限个基... 阎军 刘岭 程耿东关键词:拓扑优化 尺寸效应 文献传递 周期性点阵类桁架材料等效弹性性能预测及尺度效应 被引量:28 2005年 比较了D irichlet型和Neum ann型边界条件下的代表体元法及均匀化方法对具有周期性结构的点阵类桁架材料等效弹性性能的预测结果.数值结果表明,D irichlet型和Neum ann型边界条件下的代表体元法所得结果随着参与模拟的单胞(微结构的最小周期)个数的增加,分别从上下界逼近均匀化方法的结果.对于一类具有特殊微结构的桁架材料,只需一个单胞即可充分逼近均匀化结果.指出产生尺度效应的判据是,对D irichlet型边界条件下的代表体元法,单胞公共边界处的节点支反力是否平衡;对Neum ann型边界条件下的代表体元法,单胞边界间变形是否协调.最后,我们证明了对于一类均匀化方法求解中没有广义自由度的桁架材料,其均匀化结果就是各构件性能按照体积份数加权平均得到. 阎军 程耿东 刘书田 刘岭关键词:均匀化方法 点阵材料微极连续介质模型的应力优化设计 被引量:8 2006年 在将二维周期性点阵类材料等效为具有非局部化本构的微极连续介质的基础上,运用优化技术,探讨了基于材料相对密度和微单胞特征尺度两类变量的优化结构应力的方法,给出了针对最小化结构关键部位应力、结构最大应力最小化、最大化结构关键部位安全储备三类特定目标的结构与材料一体化协同优化结果.利用圆板小孔应力集中的数值算例验证了方法的有效性. 阎军 程耿东 刘岭 刘书田考虑内部胞元能量等效的代表体元法 被引量:5 2007年 具有周期性胞元的超轻质材料在制造和应用过程中,不可避免地会出现基体材料、微结构拓扑和尺寸的随机性变化.此时,评价材料的等效弹性性能需要借助基于均匀化方法(周期性边界条件)或代表体元法(周期性边界条件,均匀应力或均匀应变边界条件等)的蒙特卡洛模拟.该文首先通过算例分析和比较了不同边界条件下的数值结果,讨论了结果的尺度效应和对胞元选取的依赖性.为了提高和改善Dirichlet边界条件下的计算效率和结果,提出了一种考虑内部胞元能量等效的代表体元法.该方法能够有效削弱边界条件和胞元选取的影响,从而实现了采用较小的代表体元得到更好的结果.数值算例验证了方法在预测确定性材料和随机性材料等效模量时的有效性. 刘岭 阎军 程耿东关键词:均匀化方法 基于均匀材料微结构模型的热弹性结构与材料并发优化 被引量:9 2009年 研究由宏观上均匀多孔材料制成的结构的优化设计问题,待设计的结构受到给定的外力与温度载荷作用,优化设计旨在给定结构允许使用的材料体积约束下,设计宏观结构的拓扑及多孔材料的微结构,使得结构柔度最小。本文提出了一种宏观结构与微观单胞构型并发优化设计的方法,在此方法中,引入宏观密度和微观密度两类设计变量,在微观层次上采用带惩罚的实心各向同性材料法SIMP(Solid Isotropic Material with Penalty),在宏观层次上采用带惩罚的多孔各向异性材料法PAMP(Porous Anisotropic Material with Penalty),借助均匀化方法建立两个层次间的联系,通过优化方法自动确定实体材料在结构与材料两个层次上的分配,得到优化设计;提供的数值算例检验了本文所提方法及计算模型,并讨论了温度变化、材料体积及计算参数对优化结果的影响。研究结果表明同时考虑热和机械载荷时,采用多孔材料可以降低结构柔顺性。 阎军 程耿东 刘岭关键词:拓扑优化 热弹性 均匀化 考虑随机因素的材料等效模量预测的一种有效实现 <正> 具有蜂窝和类桁架等形式周期性微结构的超轻质材料在制造和应用过程中,不可避免地会出现材料、微结构拓扑和尺寸的随机性变化,如杆件的缺失和变形、节点偏移、材料相对密度变化等等。此时,材料的等效力学性能预测往往需要通过基... 程耿东 刘岭 阎军文献传递 超轻质材料和结构的协同分析与优化 随着科学技术的发展,传统的实体金属材料已远不能满足工程需要,人们对新材料提出了更高的要求:轻质、强韧且兼具多功能性。为实现这一目标,力学家们通过控制材料微结构实现了多种构型新颖的结构化材料,如蜂窝、泡沫、类桁架材料等。这... 刘岭关键词:特种结构材料 文献传递