基于二级多点逼近算法的连续体结构拓扑优化

摘要：

针对基于变密度法的连续体拓扑优化中设计变量连续性的特点,建立了以结构重量最小为目标,考虑位移和频率约束的连续体结构拓扑优化模型；原拓扑优化问题先转化为具有较高精度的第一级多点近似序列问题,该问题的约束函数由优化过程中历史设计点的临界约束函数值及其一阶导数构造；再通过线性泰勒展开建立可由对偶法快速求解的第二级近似序列问题,以逼近各第一级近似问题的解.采用敏度过滤技术,避免棋盘格引起的数值缺陷问题,并对低密度区域的单元刚度进行惩罚,以消除频率约束问题的局部模态现象.优化过程中采用通用有限元程序Nastran进行结构分析和敏度分析.数值算例结果表明:应用该方法可以有效地解决具有位移和频率约束的连续体拓扑优化问题.

关键词：拓扑优化、多点近似、变密度法、位移约束、频率约束

所属期刊栏目：33

分类号：V414.19(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11102009

在线出版日期：2013-07-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：369-374