Bandlückenmerkmal von gestuften funktionsgraduierten Balken: Analyse und Optimierungsforschung

In dieser Studie werden die Bandlückenmerkmale von periodisch angeordneten funktionsgraduierten gestuften Balken auf der Grundlage des Energievariationsprinzips untersucht. Das Verschiebungsfeld des Balkens wird einheitlich durch eine verbesserte Fourierreihe beschrieben. Die Kopplung zwischen den Balkenabschnitten erfolgt durch künstliche Federtechnik, die gleichzeitig die periodischen Randbedingungen und die Formfunktionen entkoppelt. Eine Energie-Methode mit guter Konvergenz und Genauigkeit wurde entwickelt, um die Bandlückenmerkmale des Balkens zu lösen. Durch Parameterforschung wurde der Einfluss geometrischer Abmessungen und Materialeigenschaften auf die Bandlücke analysiert. Die wichtigste Innovation liegt in der Einführung der Simplexmethode zur Verbesserung des Käferoptimierers, der die strukturellen Parameter für die erste Bandlückenbandbreite optimiert und die lokale Suchfähigkeit des Optimierers effektiv erhöht. Die erste Bandlückenbandbreite der optimierten Struktur hat sich erheblich erhöht, was durch eine erzwungene Schwingungsanalyse eines 10-Perioden-Balkens verifiziert wurde. Das Bandlückenmerkmal zeigt unter verschiedenen Randbedingungen eine gute Stabilität.