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考虑自重载荷作用的连续体结构拓扑优化
引用本文:张晖,刘书田,张雄.考虑自重载荷作用的连续体结构拓扑优化[J].力学学报,2009,41(1):98.
作者姓名:张晖  刘书田  张雄
作者单位:大连理工大学工程力学系 大连理工大学工程力学系 大连理工大学工程力学系
基金项目:国家自然科学基金(10572030,10721062);;国家重点基础研究(973)计划(2006CB601205);;教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-04-0272)~~
摘    要:针对自重载荷作用下连续体结构拓扑优化中常遇到的柔顺度随单元密度变化的非单调性、非 有效的材料体积约束和材料低密度区出现的``附属'效应等主要困难,提出了RAMP材料 插值模型和平均敏度过滤技术相结合的求解策略,并采用MMA方法进行了优化求解. 研究了 惩罚因子的选择对最优拓扑以及材料体积约束的影响. 结果表明,合理增大RAMP材料模型中 惩罚因子(例如取值达到20.0), 可使材料体积约束达到有效约束. 此外,通过与Sigmund 提出的敏度过滤技术比较表明,当引入平均敏度过滤技术时,结果0/1化程度较Sigmund的 敏度技术高,可获得清晰的黑白拓扑.

关 键 词:拓扑优化  连续体结构  自重  RAMP  敏度过滤
收稿时间:2007-06-13
修稿时间:2007-11-14

TOPOLOGY OPTIMIZATION OF CONTINUUM STRUCTURES SUBJECTED TO SELF WEIGHT LOADS
Zhang Hui , Liu Shutian , Zhang Xiong.TOPOLOGY OPTIMIZATION OF CONTINUUM STRUCTURES SUBJECTED TO SELF WEIGHT LOADS[J].chinese journal of theoretical and applied mechanics,2009,41(1):98.
Authors:Zhang Hui  Liu Shutian  Zhang Xiong
Institution:State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Department of Engineering Mechanics, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China
Abstract:The topology optimization of continuum structures with self weight loads is investigated in this paper.Such difficulties as non-monotonous behavior of the compliance,inactive volume constraint of the optimal topology and the parasitic effect of low density regions are often arisen in topology optimization problems with self weight loads.Solution strategies based on the RAMP material model and the mean sensitivity filtering technique are proposed to get rid of the difficulties and MMA code is used to solve t...
Keywords:topology optimization  continuum structure  self weight  RAMP  sensitivity filtering  
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