面向高速织机的吸能板壳结构拓扑优化

来源：现代纺织技术杂志2023年第5期北京时间：

作者：王蕊 肖人彬 吴紫俊

单位：1. 武汉纺织大学， a.湖北省数字化纺织装备重点实验室； b.工业雷管智能装配湖北省工程研究中心， 武汉 430020；2. 华中科技大学人工智能与自动化学院， 武汉 430074

摘要：纺织装备壳体吸能构件的智能优化设计，有利于纺织产业的健康绿色发展。本文提出了吸能阻尼板壳结构拓扑优化方法，构建了约束阻尼板有限元模型，并详细介绍了本构关系复数模型与弹性材料动力学模型，计算了基于模态应变能法第r阶模态阻尼比，推导了结构内各单元的灵敏度计算式。在研究粘弹性阻尼层动力学特性的基础上，以结构模态损耗因子最大化为优化目标，以阻尼材料用量为约束条件，采用优化准则法更新设计变量，设计了高速织机的吸能板壳结构的优化方法。结合综框实例对所提方法的有效性进行了验证，实现阻尼板壳结构的减振控制与轻量化，为高速织机的吸能板壳结构设计提供理论依据和方法途径。

关键词：高速织机,吸能减振,阻尼结构,拓扑优化,材料插值模型

基金资助：国家自然科学基金项目(52275266)；湖北省教育厅科学技术研究项目(D20221701)