基于图形法的仿生拓扑优化方法

作     者：丁友 周洲 祝小平 DING You;ZHOU Zhou;ZHU Xiaoping

作者机构：西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学无人机特种技术重点实验室西安710072 

基　　金：民机专项(MJ-2015-F-009) 陕西省重点研发计划(2018ZDCXL-GY-03-04,2021ZDLGY09-08,2021GY-339) 陕西省自然科学基金(2019JM-044) 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2021年第36卷第11期

页      码：2389-2399页

摘      要：针对图形系统自动生成图形拓扑形式的优势,提出了一种以隐式方式表征结构拓扑形式的分步拓扑优化设计方法。该分步优化方法首先以基结构法(ground structure method)的计算结果为基础,并通过均匀化方法得到设计区域内的离散拓扑信息,利用第一步所得的拓扑数据指导分形系统中每一级新增拓扑结构的生长方向,以类似细胞分裂生长的形式完成整体结构拓扑形式生成。最后以参数化建模方式完成模型的结构有限元的批量计算,并结合进化算法,完成对设计模型的优化。其中第一个案例通过本文仿生方法在多目标优化方法下得到了近似Michell结构的最优拓扑结构,第二个方案中机翼蒙皮的屈曲载荷系数提升了10.61%,并且质量降低了10.85%,验证了本文方法在类平面结构拓扑优化方面的可行性。

主 题 词：轻量化设计 拓扑优化 基结构法 仿生结构 进化算法 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 1002[医学-临床医学类] 08[工学] 082501[082501] 0805[工学-能源动力学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0701[理学-数学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13224/j.cnki.jasp.20210013

馆 藏 号：203106538...