CAJ | 학술논문

为了研究叶脉及其分布形式(叶脉序)对改善植物叶片动力学特性的影响,并发掘其工程价值,通过拓扑优化模拟叶脉的发生和自然选择过程.基于变密度法对一系列以真实植物叶片为基础建立的“双层薄板结构”叶片的有限元模型进行了拓扑优化;在拓扑优化过程中,以变形能最小(自然频率最大)为目标函数,以85％的体积缩减量为约束条件,得出了5种不同尺寸模型的拓扑优化结果.结果表明:5种模型的拓扑优化结果分别与真实的阔叶叶片脉序和条形叶片脉序相吻合,本文方法是可行的;5种模型优化后的自然频率分别提高了55.28％、296.89％、81.35％、220.37％、61.78％,植物叶脉对增强叶片动力学性能是具有显著贡献的.研究结果为板壳结构加强筋的优化设计提供了仿生学参考.
위료연구협맥급기분포형식(협맥서)대개선식물협편동역학특성적영향,병발굴기공정개치,통과탁복우화모의협맥적발생화자연선택과정.기우변밀도법대일계렬이진실식물협편위기출건립적“쌍층박판결구”협편적유한원모형진행료탁복우화;재탁복우화과정중,이변형능최소(자연빈솔최대)위목표함수,이85％적체적축감량위약속조건,득출료5충불동척촌모형적탁복우화결과.결과표명:5충모형적탁복우화결과분별여진실적활협협편맥서화조형협편맥서상문합,본문방법시가행적;5충모형우화후적자연빈솔분별제고료55.28％、296.89％、81.35％、220.37％、61.78％,식물협맥대증강협편동역학성능시구유현저공헌적.연구결과위판각결구가강근적우화설계제공료방생학삼고.