限界法克服连续体结构拓扑优化载荷病态问题

作     者：俞燎宏 荣见华 YU Liao-hong;RONG Jian-hua

作者机构：宜春学院物理科学与工程技术学院江西宜春336000 长沙理工大学汽车与机械工程学院湖南长沙410076 工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室湖南长沙410076 

基　　金：国家自然科学基金—面向智能制造的高性能集成结构构型设计方法与应用研究(11772070) 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2022年第376卷第6期

页      码：139-144页

摘      要：在连续体结构拓扑优化中,当结构所承受的工况载荷幅值相差多个量级时,使用传统优化方法所得结果中可能存在载荷病态问题。为了解决载荷病态问题,提出了基于限界法的优化求解思路。首先,通过限界法将多目标优化问题转化为单目标优化问题,结合变体积约束限技术,建立新的等效近似优化模型;当同一工况内有载荷病态时,在优化模型中增加柔顺度小量变化约束。然后,基于Heaviside密度过滤,对目标函数和约束函数进行灵敏度计算,采用移动渐近线算法(MMA)优化求解。最后,通过二维和三维算例,验证了所提方法的可行性和有效性。与现有方法比,该方法可高效地获得0/1分布更清晰、性能更优的结构拓扑。

主 题 词：拓扑优化 载荷病态 限界法 Heaviside过滤 MMA算法 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-3997.2022.06.031

馆 藏 号：203112431...