考虑输出刚度不确定性的柔顺机构拓扑优化设计

摘要：

为了降低机构性能对输出刚度不确定因素的敏感程度,提出一种考虑输出刚度不确定性的柔顺机构拓扑优化设计方法.采用区间模型描述输出刚度的不确定性,利用多项式混沌展开式(Polynomial chaos expansion,PCE)和Smolyak稀疏网格积分法计算随机响应统计矩,以机构输出位移的期望值最大化和标准差最小化为目标函数,以机构结构体积为约束,建立考虑输出刚度不确定性的柔顺机构稳健性拓扑优化模型,采用移动渐近线优化算法更新设计变量.夹持器和咬合机构数值算例验证提出设计方法的有效性,与确定性拓扑优化结果比较,稳健性拓扑优化设计获得的柔顺机构构型有所不同,机构的输出位移标准差减小,有效地降低机构对输出刚度不确定性的敏感程度.随着加权系数增大,获得的柔顺机构输出位移标准差和期望值减小.随着不确定输出刚度幅值增大,获得的柔顺机构输出位移标准差增大,并且输出位移期望值有所减小.

关键词：柔顺机构、输出刚度不确定性、拓扑优化、多项式混沌展开式

所属期刊栏目：54

分类号：TH112

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;江西省自然科学基金;江西省自然科学基金;江西省研究生创新专项资金项目

在线出版日期：2023-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：412-418