连续体结构综合优化设计

摘要：

以连续体为对象的优化解法所求得的优化结果,经常只是反映最佳传力途径的具有锯齿状边界的某个区域.基于此,将拓扑优化、形状优化、有限元分析和计算机辅助几何设计有机地集成在一起,提出一种基于隐含边界描述的水平集连续体结构拓扑和形状渐进综合优化设计方法,将形状导数与拉格朗日乘子法引入到优化敏度分析中,控制水平集函数的动态运动,从而间接地实现结构边界的动态演化；用B样条曲线曲面逼近拓扑优化后的结构体边界,将前一优化过程所得到的反映传力途径的概念解上升为具有光顺边界,并被参数化了的物理解；在形状优化中,设计变量定义为B样条曲线或曲面的控制顶点的运动,建立边界节点移动速度场计算方法和边界形状调整方法,寻求较快的搜索方向,以合理速度分布,使结构变为最佳.通过一个典型算例证明所研究方法的有效性.

关键词：拓扑优化、B样条、形状优化、水平集方法、形状导数

所属期刊栏目：48

分类号：O241;TH122(计算数学)

资助基金：国家自然科学基金50675206;浙江省自然科学基金Y106847,Y1090153;上海市自然科学基金11ZR1413800;上海电机学院重点培育10C102,10C431;上海市教育委员会重点学科建设J51902

在线出版日期：2012-04-20（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：128-134