连续体结构的变密度拓扑优化方法研究

作     者：王景良 朱天成 朱龙彪 许飞云 WANG Jing-liang;ZHU Tian-cheng;ZHU Long-biao;XU Fei-yun

作者机构：江苏海事职业技术学院轮机电气与智能工程学院江苏南京211100 中国联合网络通信集团有限公司江苏省分公司江苏南京211100 南通大学机械工程学院江苏南通226019 东南大学机械工程学院江苏南京211100 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51975117) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2022年第29卷第3期

页      码：279-285页

摘      要：为了实现使连续体结构的体积约束和柔顺度最小的拓扑优化及解决采用经典变密度法引起的结构优化结果存在如灰度单元、棋盘格等数值不稳定问题,提出了一种新的拓扑优化方法。首先,采用改进的固体各向同性材料惩罚法作为材料插值方案,建立结构拓扑优化模型;其次,通过引入基于高斯权重函数的敏度过滤法和设计新灰度单元抑制算子来解决数值不稳定问题;最后,借助优化准则法求解优化模型。通过算例分析可知:新策略可以改进拓扑优化方法;新的拓扑优化方法具有收敛速度较快、能更好地获取柔顺度小且拓扑构型好的优化结构和抑制灰度单元产生等优势。研究结果为其他连续体结构的拓扑优化研究提供了新思路。

主 题 词：连续体结构 拓扑优化方法 固体各向同性材料惩罚法 敏度过滤法 灰度单元抑制算子 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1006-754X.2022.00.039

馆 藏 号：203112788...