基于SIMP法的变刚度结构拓扑优化研究

• 作者: 何芝 吕毅波 孙坤霄 封硕 雷阳
• 来源期刊: 装备制造技术
• 学科: 工学
• 关键词: 拓扑优化 变刚度 功能梯度材料 SIMP法
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 方法与技术
• 页码范围: 8-14
• 页数: 7页
• 分类号: TH112
• 字数: 5307字
• 语种: 中文

摘要

基于固体各向同性材料惩罚模型(Solid isotropic material with penalization,SIMP)是一种常用的拓扑优化模型,因其计算效率较高而应用广泛.在工程实际中,采用单一材料的结构往往难以满足较好地综合性能,而功能梯度材料结构能充分发挥其组成的各相材料的优点,在满足轻量化、高强度的要求的同时,达到良好的经济效益,在工程上应用广泛.然而,传统的SIMP法由于其预先设定材料属性,对功能梯度材料变刚度的结构体拓扑优化稍显不足,本文提出了一种基于有限元素法,采用功能梯度材料的变刚度改进方法,采用改进的SIMP法进行优化问题的求解,使得变刚度结构经过优化后其强度得到提高的同时,充分发挥功能梯度材料其各相组成材料的特性,合理分配材料使用进而降低成本.最后在MATLAB环境中以悬臂梁结构为算例模型验证了该方法的可行性,具有十分广阔的应用前景.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	封硕	长安大学工程机械学院	13	5	1.0	2.0
2	何芝	长安大学工程机械学院	1	0	0.0	0.0
3	雷阳	长安大学理学院	1	0	0.0	0.0
4	吕毅波	长安大学工程机械学院	1	0	0.0	0.0
5	孙坤霄	长安大学工程机械学院	3	0	0.0	0.0