基于改进SIMP法的连续体结构拓扑优化方法研究

• 作者: 李启宏 李海艳
• 来源期刊: 机电工程
• 关键词: 改进的SIMP法 单元微分法 比例拓扑优化 连续体结构拓扑优化
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 机械、仪表技术|Machinery and Instrumentation Technology
• 页码范围: 428-433
• 页数: 6页
• 分类号: TH122|TB115
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4551.2021.04.004

摘要

基于SIMP法的连续体结构拓扑优化,在小规模网格下的优化结构刚度性能不佳,而在大规模网格下优化结构又会出现过多细小分支,针对这一问题,提出了一种基于改进SIMP法的连续体结构拓扑优化方法.该方法对SIMP数学模型进行了改进,将单元微分法作为力学响应分析的理论基础,以全体单元中心点应力应变积之和为优化目标函数,并结合比例拓扑优化法对改进的数学模型进行了数值优化求解;最后,基于ISIMP法对悬臂梁进行了不同网格规模下的拓扑优化实验.研究结果表明:基于ISIMP法,悬臂梁的优化结构刚度得到了提升,并且在网格规模较小时,优化结构的刚度提升更为显著;同时,在网格规模很大时,该方法能有效减少细小分支的数量,提高优化结构的可制造性.