近日,周平章博士(优解未来 CTO)和清华大学的几位学者联名在JVET(Journal of Vibration Engineering & Technologies)上发表了关于拓扑优化技术应用于含阻尼层隔振平台系统设计的研究成果-《Design Synthesis of Vibration Isolation System Considering Host Structure, Damping Layer, and Resilient Mounts》,周平章博士为通讯作者。
隔振平台系统是一种广泛应用于船舶、航天、车辆等领域,对电子设备、动力系统等进行承载、隔振的关键部件。对于复杂隔振平台而言,其工作时存在倍频激励力,且设计时需要综合考虑支撑平台、隔振器、阻尼层等诸多相互掣肘的因素,导致基于传统方法进行系统设计时的流程颇为复杂,需要反复试错,效率极低。在这项研究中,作者基于拓扑优化技术提出了一种能够对一类包含主支撑结构、阻尼层和弹性支撑的隔振平台进行综合设计的方法。在文中作者将一般通过离散变量描述的弹性支撑元件转化为连续变量描述,提出了用于对主支承结构、阻尼层和弹性支撑元件同时进行优化的统一框架,利用该框架作者建立了存在倍频激励的隔振系统多目标优化模型,并对包含自由阻尼层和约束阻尼层的两类隔振系统分别进行了优化设计和对比。数值结果表明,该方法可以应用于隔振系统的高效综合设计。此项工作为利用现代数字化方法进行复杂隔振系统的综合优化设计提供了一种有效的途径。
图1 隔振平台系统
图2 两类隔振平台系统
(a)5个弹性支撑
(b)7个弹性支撑
(c)9个弹性支撑
图3 不同数量弹性支撑系统的优化
(a)基频30Hz优化结果
(b)基频40Hz优化结果
(c)基频50Hz优化结果
图4 不同频率下自由阻尼层隔振系统优化结果
文章链接:
https://link.springer.com/article/10.1007/s42417-022-00686-7