复杂形状叶片精密成形的预锻形状拓扑优化算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51005150
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    陆彬
  • 依托单位：
    上海交通大学
  • 学科分类：
    E0508.成形制造
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

针对传统预成形设计方法难以对叶片等复杂形状锻件进行精确体积预分配的问题，通过在预成形设计中引入拓扑优化概念，将拓扑法与三维热力耦合的数值模拟相结合，推导面向大变形问题的单元处理准则、复杂网格演变的单元映射方法及不规则拓扑模型的光顺与简化算法，从而建立起针对复杂形状锻件的预成形拓扑优化方法，使材料利用率得以提高、材料的填充更加合理，进而提高叶片的成形质量、降低其生产成本。此外，通过开发独立优化程序并与商用有限元软件接口，使该预成形设计方法更易于推广。本项目后期将进行叶片锻造试验，对预成形拓扑优化算法进行验证，通过将理论推导、数值模拟及试验研究相结合，为叶片等复杂形状锻件的预成形设计问题提供一套新的解决方案。

结项摘要

针对传统预成形设计方法难以对叶片等复杂形状锻件进行精确体积预分配的问题，本项目通过在预成形设计中引入拓扑优化概念，将拓扑优化方法与三维热力耦合的数值模拟相结合，提出了利用拓扑优化解决复杂体积成形预成形设计的新方法，通过推导面向大变形问题的单元处理准则、复杂网格演变的单元映射方法及不规则拓扑模型的光顺与简化算法，建立了针对复杂形状锻件的预成形拓扑优化方法。针对某型叶片锻造预成形的形状进行了优化设计，使材料利用率显著提高、材料的填充及材料流动更加合理、材料变形更加均匀。在优化算法研究的基础上，本项目开发了独立的优化程序并与商用有限元软件实现了对接，建立了包含“实体模型拓扑化、单元退化与再生、几何外形拟合与重构、数据跟踪、有限元成形模拟及模型进化”等过程在内的预成形拓扑优化设计平台，成功实现了以叶片锻造为代表的二维模型以及复杂三维模型的预成形拓扑优化设计。本项目通过将理论推导、数值模拟及试验研究相结合，为叶片等复杂形状锻件的预成形设计问题提供了一套新的解决方案。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Shape optimisation of preform design for precision close-die forging
精密闭模锻造预成型件形状优化
  • DOI：
    10.1007/s00158-011-0668-1
  • 发表时间：
    2011-12-01
  • 期刊：
    STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Lu, Bin;Ou, Hengan;Cui, Z. S.
  • 通讯作者：
    Cui, Z. S.
基于双向渐进结构优化的叶片锻件预成形设计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    材料科学与工艺
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邵勇;陆彬;陈军;郭平义
  • 通讯作者：
    郭平义
精锻叶片模具三维型面优化技术
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    上海交通大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邵勇;陆彬;Ou, Hengan
  • 通讯作者：
    Ou, Hengan
体积成形预成形设计及优化方法的研究与应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    塑性工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邵勇;陆彬;陈军;郭平义
  • 通讯作者：
    郭平义
A new approach of preform design for forging of 3D blade based on evolutionary structural optimization
基于演化结构优化的3D叶片锻造预成型件设计新方法
  • DOI：
    10.1007/s00158-014-1110-2
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Structural and Multidisciplinary Optimization
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Shao,Y;Lu, B;Ou, H;Chen, J
  • 通讯作者：
    Chen, J

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其他文献

基于结构的论坛回帖倾向性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    信息安全与通信保密
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陆彬;刘功申;郭捷;LU Bin,LIU Gong-shen,GUO Jie(Information Security Engineering
  • 通讯作者：
    LU Bin,LIU Gong-shen,GUO Jie(Information Security Engineering
单高斯与混合高斯相结合的运动目标检测
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    计算机与数字工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陆彬;王敏
  • 通讯作者：
    王敏
基于预拉伸与数控渐进成形复合的轿车翼子板样件制造技术
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    上海交通大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    宋修成;陆彬;陈军
  • 通讯作者：
    陈军
不同林龄白桦天然次生林土壤碳通量和有机碳储量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    生态学报，2015，35( 5) : 1460-1469
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄唯;孙涛;陆彬;毛子军
  • 通讯作者：
    毛子军
多道次非轴对称旋压成形轨迹参数化设计方法
  • DOI：
    10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.007
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    上海交通大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄岩;陆彬;陈军
  • 通讯作者：
    陈军

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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