带有区域性惩罚因子的双向渐进结构优化方法

• 作者: 刘婷婷 廖文和 张长东 王聪
• 来源期刊: 计算机辅助设计与图形学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 增材制造 结构拓扑优化 双向渐进算法 区域性惩罚因子
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 所属期刊栏目: 数字化设计与制造
• 页码范围: 2224-2233
• 页数: 10页
• 分类号: TP391.41
• 字数: 5354字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1089.2018.17146

摘要

针对传统的拓扑优化方法欠缺考虑增材制造工艺约束, 如果优化模型存在大面积悬垂、封闭空腔等工艺几何特征将增加打印及后处理操作的复杂度的问题, 提出带有区域性惩罚因子的双向渐进拓扑优化方法. 首先考虑增材制造工艺特征约束, 使得优化结果具有良好的可打印性; 然后对模型进行网格划分, 根据单元体所在的区域定义区域性惩罚因子, 保证区域性惩罚因子由外表面向内核逐渐增大; 最后结合有限元分析, 以区域性惩罚因子对单元体的计算应力进行惩罚, 决策单元体的保留与删减. 通过数值实验, 与传统的双向渐进结构拓扑优化算法对比的结果表明, 该方法可以改变空腔形貌特征、减少垂悬面积、均衡模型应力分布, 提升了拓扑优化模型的可打印效果.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘婷婷	南京理工大学机械工程学院	73	601	12.0	21.0
2	廖文和	南京理工大学机械工程学院	64	222	7.0	11.0
3	张长东	南京理工大学机械工程学院	17	40	5.0	6.0
4	王聪	南京理工大学机械工程学院	1	0	0.0	0.0