[发明专利]一种等效静荷载作用下的防护结构轻量化设计方法

摘要

本发明提出一种等效静荷载作用下的防护结构轻量化设计方法，根据人防工程的实际封堵尺寸，建立防护设备的整体结构，将爆炸冲击波的动力载荷通过等效静荷载方法转化为加载到受力结构表面的均布静力荷载，建立数学模型，进行拓扑优化，并将结构拓扑后的整体实心构造进行差动构造设计，最后按照装配体的构造要求及尺寸优化理论，达到轻量化的目的。通过本发明的设计方法，可以在约束条件下，改变设计变量，求得单目标甚至多目标值的最优解，是机械设计中实现结构轻量化的一种绝佳手段：大大提高了材料的利用率，轻量化设计减轻了设备重量，提高了设备的操作性能和人防工程现场装配的安全性。

主权项

1.一种等效静荷载作用下的防护结构轻量化设计方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一，根据人防工程的实际封堵尺寸，进行防护结构的三维实体建模；步骤二，将爆炸冲击波的动力载荷转化为加载到防护结构表面的均布静力荷载；步骤三，定义优化的数学模型，进行拓扑优化，从整体结构中去除冗余设计，得到拓扑结构；步骤四，考察不同截面梁的弯曲刚度，在截面惯性矩相等的前提下，进行受力梁的截面设计，按照拓扑结构的实心构造和截面设计的尺寸对防护结构进行差动构造设计；步骤五，应用尺寸优化理论，对差动构造的不良受力结构加以改进。