基于变密度法的薄壁复合壳结构阻尼减振优化

作者：余志豪; 贺红林^*; 李冀; 鄢殷期

来源：南昌航空大学学报(自然科学版), 2021, 35(04): 9-15.

DOI：10.3969/j.issn.2096-8566.2021.04.002

• SIMP插值
• 模态损耗因子
• 拓扑敏度
• 响应峰值

旨在降低薄壁壳的结构振动并实现其轻量化，研究阻尼壳拓扑优化问题。首先，构建以模态损耗因子为优化目标，阻尼单元相对密度为拓扑变量，阻尼材料用量及薄壁壳固有频率为约束的阻尼壳优化模型；然后，基于变密度法思路且采用拉格朗日乘子法求解该模型，并引入SIMP插值模型对拓扑变量进行惩罚而使其向0、1汇聚；进而，推导出优化目标对于拓扑变量的灵敏度计算式以及拓扑变量优化迭代式；最后，编程实现了阻尼壳的拓扑动力学优化。当阻尼材料用量分别为40%、50%、60%时，薄壁壳阻尼层优化构型及其敷设位置大体相一致。研究表明，该优化法能在保证阻尼壳固有频率基本不变的前提下，使其模态损耗因子显著增加并使其模态振幅发生明显下降。

• 单位
  南昌航空大学