郑静
- 作品数：8 被引量：50H指数：4
- 供职机构：湖南大学机械与运载工程学院汽车车身先进设计制造国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖南省自然科学杰出青年基金霍英东基金更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术文化科学自动化与计算机技术更多>>
- 空间有界几何不确定性结构稳健性拓扑优化
- 2023年
- 在结构拓扑优化设计中,考虑到实际工程结构中存在的与材料性能、工作载荷等相关的不确定性,近年来发展了一系列稳健性拓扑优化方法。目前,稳健性拓扑优化的研究大多是基于结构确定的几何边界,事实上,加工制造误差或测量误差往往会带来结构边界的不确定性,忽略这类几何不确定性可能对导致结构设计对边界的微小波动非常敏感。针对设计域空间结构边界扰动的有界特质,采用区间场度量结构的几何不确定性,并基于切比雪夫多项式展开提出了一种高效的稳健性拓扑优化方法。首先,通过Heaviside密度过滤中投影阈值的区间场描述表征结构的边界扰动,并构造了基于最坏情况的稳健性拓扑优化模型;其次,基于区间KL(Karhunen-Loève)展开将区间场近似离散为有限个区间变量,并结合切比雪夫多项式展开方法求解稳健性目标函数及约束;随后,推导了稳健性目标函数及约束对设计变量的灵敏度信息,并采用基于梯度的优化算法更新拓扑设计变量;最后,通过多个数值算例验证所提出方法的有效性。数值算例分析结果表明,结构边界的几何不确定性波动对结构性能具有重要影响。相比于确定边界下的拓扑优化设计,考虑不确定性的拓扑优化设计在结构边界波动下具有更好的稳健性。
- 郑静丁少楠姜潮
- 关键词：KL展开切比雪夫多项式
- 流-热-力耦合的高性能结构拓扑优化设计方法
- 2024年
- 拓扑优化和增材制造技术的快速发展为高性能复杂装备提供了高效的产品设计和制造方法。目前高性能结构拓扑优化只考虑热-力耦合或者流-热耦合的设计,且大多局限于简单结构,未考虑流-热-力三场共同作用下的设计,限制了结构性能的提升。针对流-热-力多物理场工况下的高性能复杂结构设计这一挑战,提出了一种流-热-力耦合拓扑优化方法,以提高复杂结构的承温能力。首先引入流场、温度场和结构位移场的控制方程,对计算域的流固材料进行统一表征;然后以最小化平均温度为目标,以流动能量耗散和结构柔度为约束,建立了流-热-力耦合的拓扑优化模型,并结合变分法和拉格朗日函数开展了设计变量的灵敏度分析;最后将所建立的拓扑优化模型应用于涡轮的结构设计,得到了散热性能良好、流道分布合理的可增材制造结构。
- 李荣启闫涛何智成米栋姜潮郑静
- 关键词：拓扑优化变密度法
- 一种考虑相关性的概率--区间混合不确定模型及结构可靠性分析被引量：24
- 2014年
- 提出了一种考虑相关性的概率--区间混合不确定性模型及结构可靠性分析方法,能够处理变量之间具有相关性的混合可靠性分析问题.分别针对概率变量,概率区间变量及区间变量定义了相关角的概念,用以定量描述变量之间的相关性;通过仿射坐标,将相关变量转换为独立变量;给出了其可靠性分析模型,并构建了一高效求解方法获得其可靠性指标和失效概率区间;最后通过分析两个数值算例,验证了方法的有效性.
- 姜潮郑静韩旭张庆飞
- 关键词：不确定性
- 面向新工科人才培养的机械设计基础课程教学改革被引量：8
- 2023年
- 为适应现代制造业的高速发展,培养面向新工科的创新性人才,该文针对机械设计基础课程,提出“两层次三方面”的教学改革思路,通过现代设计方法牵引教学、科学前沿研究融入教学以及理论课堂与实践课程的贯通融合,构建基于现代设计方法的理论-实践一体化教学模式。为培养具备解决多学科复杂工程问题能力的高水平复合创新型人才提供有效方法,也可为其他相关机械类专业课程的教学改革提供参考。
- 郑静龙湘云伍素珍
- 关键词：机械设计基础教学改革
- 含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法被引量：16
- 2017年
- 系统可靠性问题中通常存在大量的不确定参数,传统方法一般是基于概率模型对系统进行可靠性分析,但是实际工程中由于数据缺乏或试验条件的限制往往难以得到参数的精确概率分布.本文将结构体系一部分样本信息充足的不确定变量用随机变量进行描述,而另一部分样本缺乏的用区间表示,并提出了一种新的含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法.首先,基于一个高效求解方法获得单失效模式下结构的最小可靠度指标;再针对多失效模式下含概率与区间混合不确定性问题建立了系统可靠性分析模型;考虑各失效模式之间的相关性,通过线性相关度计算方法求得相关系数矩阵;最后提出了串联体系和并联体系可靠度求解方法.3个数值算例表明,该方法可以实现含概率与区间混合的多个非线性失效模式下系统可靠度的计算.通过对比传统的概率可靠性分析方法,本文方法只需要少量的不确定信息便可确保系统更加安全,更适合复杂结构系统可靠性的分析和设计.
- 刘海波姜潮郑静韦新鹏黄志亮
- 关键词：系统可靠性
- 一种考虑相关性的概率-区间混合不确定模型及结构可靠性分析
- 现有概率-区间混合模型的可靠性分析主要是针对独立变量。但是在实际工程问题中,系统各参数之间可能存在着相关性,且相关性的存在经常对系统结构的可靠性具有重要影响。本文提出了一种考虑相关性的概率-区间混合不确定性模型及结构可靠...
- 郑静姜潮韩旭张庆飞
- 关键词：不确定性
- 文献传递
- 随机-认知不确定性的相关性分析模型及可靠性计算方法被引量：7
- 2016年
- 针对工程中同时存在随机和认知不确定性的问题,提出了一种考虑相关性的概率-证据混合不确定性模型及相应的结构可靠性分析方法。首先引入样本相关系数来描述概率变量之间、证据变量之间以及概率和证据变量之间的相关性,通过一个转换矩阵将原问题中相关的变量转换为相互独立的变量,并构建了一个等效的概率-证据混合可靠性模型。然后将其转化为一系列概率-区间混合可靠性分析模型,并总结了嵌套优化分析迭代格式来求解失效概率区间。最后提供了三个数值算例验证该方法的有效性。
- 郑静姜潮倪冰雨范松
- 一种考虑相关性的概率-区间混合不确定模型及结构可靠性分析
- 现有概率-区间混合模型的可靠性分析主要是针对独立变量。但是在实际工程问题中，系统各参数之间可能存在着相关性，且相关性的存在经常对系统结构的可靠性具有重要影响。本文提出了一种考虑相关性的概率-区间混合不确定性模型及结构可靠...
- 郑静姜潮韩旭张庆飞
- 关键词：不确定性
