[发明专利]以共振峰值平方最小化为优化目标的约束阻尼鼓筒的优化设计方法

权利要求书

1.以共振峰值平方最小化为优化目标的约束阻尼鼓筒优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)建立鼓筒内壁完全覆盖约束阻尼材料的约束阻尼鼓筒有限元模型，确定激励点位置、目标点位置和边界条件，创建约束阻尼胞单元；

2)建立拓扑优化模型：

find:pe,e=1,2...nmin:s=Σi=1awiX2(ωi)s.t:V0-Σi=1npeVe=0pe={0,1},e=1,2...n]]>

式中，p_e为设计变量，其取值为0或1；p_e＝0代表删除结构内壁约束阻尼单元，为避免出现奇异矩阵，采用一个极小值；p_e＝1代表结构内壁覆盖约束阻尼单元；a为频带内包含的共振峰数量，w_i为各峰值叠加的权重系数，V₀为约束阻尼材料体积用量，V_e为每个约束阻尼胞单元的体积；

3)对约束阻尼鼓筒进行模态分析，提取模态阻尼比、模态振型、固有频率、约束阻尼单元的质量矩阵、刚度矩阵以及模态应变能等参数；采用灵敏度公式，计算每一个约束阻尼胞单元的灵敏度，采用独立网格滤波技术对约束阻尼胞单元的灵敏度进行重新分配；

4)根据进化量ER，计算下一步迭代的约束材料的目标体积，当下一步迭代的约束阻尼材料体积V_k+1大于设定的约束阻尼材料的体积约束V₀，计算公式为：V_k+1＝V_k(1-ER)，当V_k+1小于等于V₀时，使V_k+1＝V₀；根据V_k+1决定删除单元的门槛值；

5)删除灵敏度值大于删除单元门槛值的约束阻尼单元，将其设计变量p_e的值由初始值1变为一个极小值；

6)重复步骤3)—5)，直至满足约束阻尼材料体积约束条件，结束迭代；

7)将拓扑优化结果修整为环形，便于实际工程应用。

2.根据权利要求1所述的以共振峰值平方最小化为优化目标的约束阻尼鼓筒优化设计方法，其特征在于：步骤1)中所述创建约束阻尼胞单元包括阻尼材料单元和阻尼材料所对应的约束层单元。