一种基于附加重力场的铸件拓扑优化方法

摘要：

针对铸件结构拓扑优化问题,提出了一种新的铸造脱模约束形式.首先,在变密度拓扑优化的框架下,提出了相对密度描述的优化解的逆结构概念;之后,对该逆结构施加附加重力载荷并固定脱模方向的边界;最后,利用该问题的位移解构造铸造约束.通过对逆结构的最大柔顺性施加单一约束,即可避免优化结构出现不可铸造的特征(包括内部孔洞和侧凹),从而保证了铸件结构拓扑优化解的可制造性.二维和三维数值算例验证了该方法的有效性.研究表明,这种积分函数表达的铸件脱模约束本质上为单一约束,具有优化问题求解方便的优点.

关键词：拓扑优化、可制造性、铸造约束、内部孔洞、侧凹

所属期刊栏目：38

分类号：O342(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金11872140

在线出版日期：2021-09-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：498-504