连续体结构及其支撑位置协同优化设计方法
胡天男
丁晓红
上海理工大学机械工程学院,上海200093
摘要：在工程问题中,结构支撑位置和结构材料分布具有相关性,同时优化结构拓扑形态及其支撑位置,可在一定的材料和支撑件个数的条件下,最大限度提高结构力学性能.通过引入独立的支撑单元,以连续变量描述支撑位置,提出一种连续体结构及其支撑位置协同优化设计方法.建立考虑结构刚度和结构平均特征值的多目标优化设计数学模型,并采用决定因子确定多目标优化的最优解,以受横向载荷作用的简支受弯薄板和简支弯扭薄板为例进行优化设计及分析,结果表明,协同优化设计结果的结构拓扑形态清晰,支撑位置明确,能同时有效优化结构的支撑位置和结构拓扑形态.相对于给定边界条件的标准拓扑优化设计,两算例中的静动态性能分别提升30％和88％以上,在满足约束条件的同时,能以更少的支撑个数,显著提升结构的静动态性能.
关键词：连续体结构支撑位置协同优化SIMP
分类号：TH11(机械学（机械设计基础理论）)
资助基金：国家自然科学基金(51975380)
论文发表日期：2021-06-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 629-635 )
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