考虑尺寸效应的模块化结构两层级优化设计

作者：阎军; 刘岭; 刘晓峰; 邓佳东

来源：力学学报, 2010, (02): 268-274.

• 拓扑优化
• 层级优化
• 并发设计
• 模块化
• 尺寸效应 topology optimization
• hierarchical optimization
• concurrent optimization
• modular structure
• size effect

出于构造、美观、生产工艺、质量控制、降低成本等考虑,在很多工业应用中,整个结构或装备可被规整的分成几个相同的子区域,各个子区域的结构形式完全相同,这样的子区域称为基本设计模块.整个结构或装备可通过有限个基本设计模块重复拼装而成.针对此类模块化结构,考虑结构与模块间的耦合作用,提出了结构、模块两层级并发优化设计的模型与求解方法,研究了基本设计模块的绝对尺寸对优化结果的影响.通过在结构和模块两个层次上分别引入独立的人工密度变量,借助拓扑优化技术和惩罚策略,给出了最优的设计模块构型以及模块在结构尺度上的最优分布,通过单工况和多工况数值算例验证了该方法的有效性.

• 出版日期2010
• 单位大连理工大学; 工业装备结构分析国家重点实验室