导重法求解单工况的拓扑优化问题

摘要：

在拓扑优化中,因为设计变量多并且目标函数和约束函数都是设计变量的隐函数,求解难度较大,所以寻找更快更好的求解方法一直都是拓扑优化问题的研究重点.为此,将导重法引入到拓扑优化的求解中,介绍质量约束下求结构最优性能问题和性能约束下求结构最小质量问题的导重法迭代准则,采用密度惩罚(Solid isotopic material with penalization,SIMP)方法建立单工况下求最小柔度和最小质量这两类拓扑优化问题的优化模型,推导出用导重法求解这两类问题的迭代公式并计算了相应的算例,与ANSYS中采用的优化准则法(Optimality criteria,OC)和序列凸规划法(Sequential convex programming,SCP)进行对比分析.通过计算和对比分析显示出用导重法求解拓扑优化问题具有迭代公式简单、适用范围广、收敛速度快、求解效果好的优点.导重法为拓扑优化问题的求解提供了一条新的途径.

关键词：拓扑优化、导重法、单工况

所属期刊栏目：47

分类号：TP31;TH11(计算技术、计算机技术)

资助基金：摩擦学国家重点实验室自主研究课题SKLT10C02;国家高技术研究发展计划863计划,2010AA101404;国家科技重大专项2010ZX04004116

在线出版日期：2012-01-14（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：107-114