摘要：以全局Mises应力水平最小化为设计目标,通过引入应力凝聚函数解决应力局部化问题,基于浮动映射拓扑优化(floating projection topology optimization,FPTO)方法,并采用应力松弛技术克服单元应力奇异现象,实现结构全局应力最小化设计。数值算例结果显示,经过应力最小化设计,结构的峰值应力可以降低25.32%~36.49%,而柔度仅增加了2.20%~5.87%,验证了该文提出的应力设计方法的有效性。

摘要：将结构拓扑优化与增材制造技术相结合是实现创新结构设计的有效途径。但增材制造工艺需要额外的支撑结构,浪费打印材料,也降低了加工效率。这里基于浮动映射的拓扑优化方法(Floating Projection Topology Optimization,FPTO),提出一种面向3D打印的简单高效的自支撑拓扑优化方法,采用变角度楔形支撑域,判断单元有无支撑,通过松弛悬垂角约束,逐渐删除无支撑单元,实现了任意悬垂角约束的自支撑拓扑优化设计。数值算例和3D打印结果证明了所提出的拓扑优化方法的有效性,提高了拓扑优化结果的可制造性.