摘要：以PLZT光致伸缩层合梁非接触形状控制问题为研究对象,提出了一种结合结构拓扑优化与递阶遗传算法的控制方法.该方法以PLZT光致伸缩驱动器的拓扑分布和照射的光强值为设计变量,以PLZT光致伸缩层合梁的期望形状与控制形状的差值函数为适应度函数,应用结构拓扑优化、递阶遗传算法和有限元法,优化了PLZT光致伸缩驱动器的分布和所照射的光强值.与基于传统遗传算法的形状控制方法的计算结果进行了对比分析,该方法的进化速度提高了91%以上,所控制的结构形状与期望形状的误差较传统遗传算法降低了76%以上.

摘要：为了使求解位移和应力约束下重量最轻的连续体结构拓扑优化问题的ICM(独立连续映射)方法得到更清晰的拓扑形式,引入拓扑变量离散性条件作为目标之一,与原目标组成多目标规划模型,使拓扑变量向0或1两端靠近,减小了删除率对结果的影响;用图形处理方法消除了棋盘格现象及网格依赖性;通过初选准有效约束及选择设计区域等,提高了求解效率。算例表明:改进后的算法虽然迭代次数比原算法略多,但更稳键,更实用。

摘要：为进一步优化管道钢结构支架,提高管道支架的稳定性,基于渐进结构优化算法、双向渐进结构优化算法以及遗传算法提出了双向进化遗传算法,实现管道钢结构支架优化设计。以待优化的管道钢结构支架初始结构为出发点,以支架单元的应变能灵敏度分析为基础,利用遗传算法完成算法的双向进化。通过有限元分析软件ANSYS内的参数化编程语言APDL完成算法编程并模块化算法程序,为得到合理、经济的管道钢结构支架优化设计准则,对其展开拓扑优化设计,按照支架的优化结果与加工工艺提出管道钢结构支架的改进策略,减少支架质量的同时分析验证优化后的支架结构。验证结果表明,优化设计后的管道钢结构支架,其应力、变形量以及模态等均符合使用需求。

摘要：介绍一种具有良好的开放性和可扩展性,并支持多人、多组织协同开发的结构拓扑优化系统***,其基于CAE软件平台SiPESC以及相关的软件开发机制和设计模式,并集成了结构拓扑优化技术研究的新成果.以结构最大化刚度设计为例,具体描述了***的设计思想和开发过程,最后给出应用实例.结果表明***可方便集成结构建模、分析、优化、可视化后处理等系列操作,具有良好的工程适用性.

摘要：针对传统的拓扑优化方法欠缺考虑增材制造工艺约束,如果优化模型存在大面积悬垂、封闭空腔等工艺几何特征将增加打印及后处理操作的复杂度的问题,提出带有区域性惩罚因子的双向渐进拓扑优化方法.首先考虑增材制造工艺特征约束,使得优化结果具有良好的可打印性;然后对模型进行网格划分,根据单元体所在的区域定义区域性惩罚因子,保证区域性惩罚因子由外表面向内核逐渐增大;最后结合有限元分析,以区域性惩罚因子对单元体的计算应力进行惩罚,决策单元体的保留与删减.通过数值实验,与传统的双向渐进结构拓扑优化算法对比的结果表明,该方法可以改变空腔形貌特征、减少垂悬面积、均衡模型应力分布,提升了拓扑优化模型的可打印效果.

摘要：中国科学院院士程耿东,是我国改革开放后首批公派留学人员中第一个获得博士学位的留学生,他学成回国后长期从事工程力学、计算力学和结构优化设计研究,是国际著名结构优化专家,为目前广泛应用的结构拓扑优化理论、方法的形成与发展作出先驱性和奠基性贡献。1995年至2006年担任大连理工大学校长期间,为创建国内一流高校、努力培养国家栋梁之才作出卓越贡献。

摘要：转向节直接影响汽车的操作稳定性和行驶安全性,为使转向节在实现轻量化的同时满足汽车动力学要求,运用SIMP(solid isotropic material with punishment)密度函数插值模型以及带权重的折衷优化法定义综合目标函数,对某太阳能赛车转向节进行多目标拓扑优化,使其一阶振动频率和静态工况下的刚度达到综合最优值。优化后该转向节的一阶振动频率提高76.87%,静态工况下的刚度提高90.25%,质量减轻44.47%,轻量化效果显著。

摘要：为解决应力约束下结构拓扑优化问题中应力近似显式计算量大、效率低的问题,提出采用内力一阶近似的方式对应力约束进行近似处理。并与满应力方法(即内力零阶近似)、应力倒变量一阶近似两种方法进行应力近似好坏及优化求解效率等对比。为更清晰地比较不同应力近似方法在优化求解过程中的设计变量、目标函数及约束等迭代历史,采用变量连接技术减少应力约束拓扑优化算例的设计变量数目。拓扑优化结果表明:采用内力一阶近似的方式对应力约束进行近似处理较其它两种应力近似方式效果更好,优化迭代次数最少,求解效率最高,得到的最优结构最轻。

摘要：为保证机床的加工精度和切削效率,机床的运动部件需要较高的刚度和较轻的质量.以某型号磨床的主轴箱为研究对象,建立包含主轴箱、电主轴磨头和滚珠丝杠等部件的有限元柔性多体动力学模型,运用等效静态载荷理论将柔性多体动力学分析与静态结构优化理论相结合,采用拓扑优化技术对主轴箱进行轻量化设计.与传统静态载荷下的主轴箱结构拓扑优化设计相比,该方法更适用于机床运动部件的结构轻量化设计,优化后的主轴箱结构在保证静动态性能的前提下质量减轻8.5%.

摘要：本文介绍渐进结构优化法和双向渐进结构优化法的近期发展和主要研究成果.从理论层面对该方法的合理性、连续体拓扑优化在多种工程问题中的应用,以及计算机软件的具体实现,进行了阐述及算例演示.这些结果充分展示了渐进结构优化法解决实际工程优化设计问题的能力,以及其通过现有成熟建模界面广泛应用于日常建筑和机械结构设计的可行性.