农业机械学报

作者：占金青，李翼丰，朱本亮，刘敏

单位：华东交通大学,华东交通大学,华南理工大学,华东交通大学,

关键词：柔顺机构;输出刚度不确定性;拓扑优化;多项式混沌展开式

基金：国家自然科学基金项目(52065019、52165002、51665011)、江西省自然科学基金项目(20202BAB204015、20202ACBL214013)和江西省研究生创新专项资金项目(YC2021-S463)

为了降低机构性能对输出刚度不确定因素的敏感程度，提出一种考虑输出刚度不确定性的柔顺机构拓扑优化设计方法。采用区间模型描述输出刚度的不确定性，利用多项式混沌展开式（Polynomial chaos expansion, PCE）和Smolyak稀疏网格积分法计算随机响应统计矩，以机构输出位移的期望值最大化和标准差最小化为目标函数，以机构结构体积为约束，建立考虑输出刚度不确定性的柔顺机构稳健性拓扑优化模型，采用移动渐近线优化算法更新设计变量。夹持器和咬合机构数值算例验证提出设计方法的有效性，与确定性拓扑优化结果比较，稳健性拓扑优化设计获得的柔顺机构构型有所不同，机构的输出位移标准差减小，有效地降低机构对输出刚度不确定性的敏感程度。随着加权系数增大，获得的柔顺机构输出位移标准差和期望值减小。随着不确定输出刚度幅值增大，获得的柔顺机构输出位移标准差增大，并且输出位移期望值有所减小。

来源：2023年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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