柔顺机构几何非线性多目标拓扑优化设计

摘要：

给出一种柔顺机构几何非线性多目标拓扑优化设计的新方法.首先,建立增量形式平衡方程,采用Total-La-grange描述方法和Newton- Raphson载荷增量求解技术获得几何非线性的结构响应.其次,建立适合求解几何非线性的多目标拓扑优化数学模型,目标函数以平均柔度最小和几何增益最大来满足机构的刚度和柔度需求,提出用标准化方法建立多目标函数,利用决定函数得到最优妥协解.目标函数敏度分析采用伴随求解技术,拓扑优化采用固体各向同性材料插值方法,并用移动近似算法进行迭代求解.最后,通过算例说明以上方法的正确性和有效性.研究结果表明,运用该柔顺机构几何非线性多目标拓扑优化方法能够在刚度和柔度之间找到最优妥协解,不但提高机构柔度,而且提高机构刚度,同时也说明对柔顺机构进行几何非线性拓扑优化的必要性.

关键词：柔顺机构、多目标拓扑优化、几何非线性、敏度分析

所属期刊栏目：33

分类号：TH112;TB114.1

资助基金：国家自然科学基金50775073;广东省自然科学基金05006494;广东省教育部产学研2006D90304001;粤港关键领域重点突破招标东莞专项20061682

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6页

页码：548-553