曹先凡
- 作品数：7 被引量：54H指数：4
- 供职机构：大连理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：一般工业技术理学建筑科学更多>>
- 带隙材料与特定性能材料设计
- 本文主要研究具有特定弹性波传播性质(带隙材料)的材料以及零膨胀、负泊松比等特定热力学性能的材料的设计问题。研究了弹性波在周期性桁架材料中的传播规律和弹性波带隙性质，建立了基于平面波展开的色散性质和带隙性质的分析方法，确认...
- 曹先凡
- 关键词：弹性波
- 零膨胀材料设计与模拟验证被引量：29
- 2005年
- 零膨胀材料对提高航空航天结构和电子设备等的热几何稳定性有重要意义。采用拓扑优化技术设计各相材料在单胞域的分布形式,以获得零膨胀材料的微结构形式。给出了由二相实体材料和空心构成的各向同性零膨胀材料的设计方案,讨论了初始设计依赖性问题,分析了该依赖性的存在原因。采用有限元技术代替实际测试,分析了所设计材料的试件在均匀温度变化下的变形,验证了所设计材料的零膨胀(低膨胀)性质,说明通过拓扑优化技术设计材料的微结构是设计零膨胀材料的有效方法。
- 刘书田曹先凡
- 关键词：拓扑优化均匀化
- 桁架材料弹性波带隙特性分析被引量：4
- 2007年
- 研究了弹性波在周期性桁架材料中的传播特性,并根据桁架材料的周期性特点和杆纵向振动模态,给出了基于单胞的桁架材料弹性波色散(dispersion)方程。分析了1维和2维问题的色散特性,研究了相应的弹性波带隙性质;以CAE分析软件为工具平台对桁架材料的带隙特性进行了数值仿真实验,给出了基于谐响应和特征频率变化特征的仿真实验方法。仿真实验确认了所分析的桁架材料的带隙特性,同时说明所用的仿真实验方法是可行的。
- 刘书田曹先凡贺丹苏文政
- 关键词：弹性波带隙
- 弹性波带隙桁架材料设计
- <正> 物理波在周期材料结构中的传播表现出频带和能带带隙等特殊的性质。在色散曲线图存在频带(称为带隙),其频率在这些频带内的波的传播被隔断。周期材料的这种特殊性质,经合理地设计带隙宽度(频率范围)和位置(频率值的大小),...
- 刘书田曹先凡
- 文献传递
- 拓扑描述函数在特定性能材料设计中的应用
- <正> 1 引言复合材料由多相材料复合而成,其宏观等效性能取决于各相材料的性能和排列方式。通过调整复合材料的微结构(各组分材料性能、分布方式、含量等)可改变复合材料的等效性能。利用复合材料的这种可设计性特点,通过设计微结...
- 曹先凡刘书田
- 文献传递
- 夹芯圆柱壳稳定性优化被引量：15
- 2005年
- 研究了在轴压载荷作用下圆柱壳结构的失稳模态和结构承载效率,分析了空心圆柱壳厚度对失稳模态和承载效率的影响,以及圆柱壳填充轻质芯体对提高承载效率的作用;研究了圆柱壳结构的基于参数化建模、稳定性分析以及承载效率优化设计的一体化方法,并基于商用软件PATRAN的PCL语言予以实现。针对特定夹芯圆柱壳结构的稳定性分析和优化表明,空心薄壁圆柱壳结构在轴压载荷作用下容易失稳,结构承载效率低。适当增加壳体厚度,不但提高抗屈曲能力,而且也提高了结构承载效率。但厚度增加到一定限度后,进一步增加壳体厚度会提高结构的失稳荷载,但承载效率下降。利用泡沫状材料填充薄壁圆柱壳结构可以提高圆柱壳的结构抗屈曲承载能力和承载效率。通过优化壳体壁厚和芯体材料的相对密度,可有效地提高结构的承载能力和承载效率。
- 刘书田陈秀华曹先凡汪海
- 关键词：稳定性优化设计参数化建模
- 基于拓扑描述函数的特定性能材料设计方法被引量：5
- 2006年
- 研究了拓扑描述函数在材料设计中的应用,给出了一种基于拓扑描述函数的特定性能材料设计问题的提法和求解方法.将拓扑描述函数表示成含参数的基函数之和,将材料微结构拓扑优化问题转化为设计基函数描述参数的尺寸优化问题,使问题求解更方便.基于拓扑描述函数的方法可以准确确定设计域上任意点的材料分布,避免了变密度法常出现的棋盘效应、设计变量和有限元单元相关的缺点;与传统的水平集方法相比,其优化模型可以利用现有的优化方法求解,避免了差分法求偏微分方程.具有正泊松比和负泊松比的特定弹性性能材料的设计算例,说明了基于拓扑描述函数的材料设计方法的有效性.
- 曹先凡刘书田
- 关键词：拓扑优化
