一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法

摘要：

为了研究位移和应力约束以及重量最小的结构拓扑优化问题,基于ICM(独立、连续、映射)方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法.在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,为了控制拓扑设计变量的变化量,依据结构位移、应力量和其约束限,形成和引进了新的位移和应力约束限.研究了位移线性近似式和应力约束转换表达式,建立了单元删除阈值和几轮迭代循环的单元删除策略.为了确保优化迭代中结构非奇异和方法具有增添单元的功能,在结构孔洞和边界周围引入了一层人工材料单元,并建立了一套有效结构信息到结构最大设计域信息的映射转换方法.结合拉格朗151乘子法,改进了子循环迭代中连续拓扑变量的求解方法,形成了一种新的连续体结构的拓扑优化方法.给出的算例验证了该方法的正确性和有效性.

关键词：拓扑优化、位移约束、应力约束、连续体结构、ICM方法

所属期刊栏目：5

分类号：TU312+.1;TB115(建筑结构)

资助基金：国家"863"计划资助项目2008AA04Z118;国家自然科学基金资助项目10472016;交通部应用基础研究资助项目200331982509;航空自然科学基金资助项目2007ZA23007;湘建科技项目200524

在线出版日期：2008-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：26-33