摘要：为解决以柔顺度最小化为目标的多相材料结构拓扑优化问题,提出了一种新的拓扑优化求解方法。首先,基于RAMP方法和heaviside过滤函数形成设计变量和物理变量,构建以柔顺度为目标的多相材料结构拓扑优化模型及近似优化模型;然后,采用荣见华等提出的改进交替主动相算法,最后,采用MMA求解器优化求解。给出的算例结果表明,与现有方法相比,该方法可以得到更优的拓扑解,并解决多相材料结构单元几种材料并存的问题。

摘要：针对体积约束下结构柔顺度最小化拓扑优化问题,基于heaviside过滤和可行域调整措施,提出了一种改进的SIMP方法。该方法采用体积守恒的heaviside密度过滤和可行域调整措施,能获得0/1分布清晰的结构拓扑且保证了优化过程的稳健性。通过使用不同的初始拓扑来优化解,可以获得比现有的基于SIMP的优化方法更好的多个局部优化拓扑。通过算例表明,该方法比现有的SIMP方法具有更好的稳健性,并且可以获得更优的结构拓扑。

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。