基于混合元胞自动机算法的连续体结构非线性拓扑优化

• 作者: 刘志文 寇琳媛 张骞 李世康 王冠
• 来源期刊: 中国机械工程
• 关键词: 混合元胞自动机 非线性的 拓扑优化 数值仿真
• 年，卷（期）: 2020,（18）
• 所属期刊栏目: 机械基础工程
• 页码范围: 2161-2173
• 页数: 13页
• 分类号: TP391.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.18.003

摘要

采用一种无梯度的混合元胞自动机(HCA)算法,通过将元胞自动机(CA)规则与LS-DYNA求解器耦合来实现拓扑优化,解决了材料非线性小变形工况在迭代过程中的振荡不收敛及突变现象.通过引入体积约束函数并不断更新应变能密度目标值,使优化结构的质量能够精确收敛于目标质量,实现了拓扑优化结果对结构尺寸优化的目的 .研究结果表明,非线性分析对实际工程中的结构优化设计非常重要,结合LS-DYNA求解器的HCA拓扑优化算法对求解非线性问题高效可靠,能够有效减少奇异解并消除棋盘格现象,具有良好的工程应用价值.