新しい位相最適化手法による安全な空間充填輸送箱の実現に関する研究

利用新型拓扑优化方法实现安全空间填充运输箱的研究

基本信息

批准号：
22K14207
负责人：
楊陽
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14207/
关键词：
一般化固有値指標歪エネルギー密度運動エネルギー密度インタラクティブエネルギー密度位相変更法密度法位相最適化空間充填危険周波数帯域折紙コア折紙工学固有周波数運動エネルギ密度歪エネルギ密度最適化

项目摘要

設計現場では，複数の固有周波数を同時に，しかも，時には大幅に移動させたいという要望がある．この要望に応えることのできる最も有用な方法は位相最適化法と考えられ，既に多くの研究がある，本研究でも，多数の固有周波数を同時に制御すべく，目的関数に一般化固有値指標を使い密度法による位相最適化解析を試みた．しかし，そもそも収束可能な課題かどうか判断できる術はなく試行錯誤の末，結局目標が達成できない場合と，漸く目標が達成できた例を示した．しかも一旦達成できたとしても位相最適化解析によって得られる構造形状は，凹凸があり，実際の設計仕様として，現構造からある厚さ以下のところに穴を設けることがしばしばなされるが，その結果，目標からずれてしまう可能性がある．そこで各固有周波数は，等価剛性，等価質量で決まるという振動の原点に立ち返り，下げたい周波数はバネに穴を設ける，あるいはマスを補強する．上げたい固有周波数はマスに穴を設ける，あるいはバネを補強することで，固有周波数の制御を試みた．この本研究提案手法によれば，従来の密度法などによる位相最適化解析では，現行の位相の状態のままで解を求めるため得られる解の種類は限定的に対し，提案手法では，各固有周波数の変化の方向を予測しながら言わばインタラクティブに，位相を変えながら解を求めてゆくために，圧倒的に短時間で，しかもより多様な解が得られることを示した．またこの新手法の利用法として，このような単独の利用法のほかに従来手法を使う場合に課題設定の適切さの判断などの前処理にも利用可能であることを輸送箱を例に示した．

在设计站点中，人们渴望同时移动多个固有频率，有时甚至显着移动。可以满足该需求的最有用的方法被认为是相位优化方法，并且已经进行了许多研究。在这项研究中，为了同时控制许多特征频率，我们尝试使用通用特征值指数作为目标函数使用密度方法分析相优化。但是，没有办法确定任务是否是收敛的，经过反复试验，我们展示了未实现目标的示例，以及何时实现目标以及最终实现目标的何时实现目标。此外，即使一旦实现，通过相优化分析获得的结构形状也不平均，并且作为实际的设计规范，通常在当前结构厚度以下的位置提供孔，但是结果，可能会偏离目标。因此，每个固有频率都返回到振动的起源，该振动是由等效刚度和等效质量决定的，并且在弹簧或加强质量的孔中提供了降低的频率。我们试图通过在质量中创建孔或加强弹簧来控制固有频率。根据这项研究中提出的方法，在使用密度方法的常规阶段优化分析中，可用的解决方案的类型受到限制，因为该解决方案是在仍处于当前阶段状态的同时获得的，而所提出的方法表明，可以通过较短的时间来获得更短的时间，并且可以通过阶段的方法来获得更短的时间，并且可以通过更短的方法来获得更短的解决方案。除了这种单次使用之外，我们还使用了运输盒作为示例表明，在使用常规方法的情况下，它可用于预处理，例如确定任务设置的适当性。