基于改进水平集的六边形网格拓扑优化

作     者：张健林 李海艳 周健松 陈庆杰 ZHANG Jianlin;LI Haiyan;ZHOU Jiansong;CHEN Qingjie

作者机构：广东工业大学机电工程学院广州510006 

出 版 物：《组合机床与自动化加工技术》 (Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique)

年 卷 期：2024年第3期

页      码：41-43页

摘      要：为解决受体积约束的柔度最小化的结构优化问题,针对基于变密度法的六边形网格拓扑优化最终结构存在大面积灰度的缺陷,提出一种新方法。首先,进行有限元划分,生成由六边形网格填充的设计域;其次,引入改进的水平集方法对其进行优化,依据节点定义水平集函数,由元素灵敏度扩展至节点灵敏度,获得用于演化水平集函数的速度,用以求解水平集函数的演化方程,进而进行拓扑优化;最后,采用3种网格规模的半MBB梁与米歇尔结构对所提方法进行验证。结果表明,半MBB梁案例柔度分别下降3.78%、10.30%、12.66%,米歇尔结构案例柔度分别下降9.46%、12.43%、14.29%。由实验算例可得,所提方法能获得柔度更小,结构清晰,边界光滑的拓扑优化结构。

主 题 词：水平集 拓扑优化 有限元 六边形网格 灰度 

学科分类：080503[080503] 080202[080202] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.13462/j.cnki.mmtamt.2024.03.009

馆 藏 号：203126693...