基于工程限值约束的结构拓扑优化设计分析

发布时间：2018-07-08 14:38

  本文选题：拓扑优化 + 材料分布　； 参考：《建筑结构学报》2015年03期

【摘要】：基于固体各向同性材料惩罚密度插值模型,建立近似支撑框架模型,以最大刚度为优化目标,以优化体积比及工程限值为约束条件,对支撑框架结构进行了优化。工程限值约束包括最大、最小尺寸约束,对称性约束以及顶点位移约束等。研究结果表明:当支撑框架中斜撑的斜交角度为39°~59°时,框架具有较好的抗侧刚度;当优化体积比为0.3时,优化后结构顶点位移较原设计域增加19%。引入工程限值约束条件能使拓扑优化后的结果有效应用于实际工程,优化后结构具有框架形态,无不易建造的细微结构,减少了低效材料分布,从而降低造价。
[Abstract]:Based on the solid isotropic material penalty density interpolation model, the approximate braced frame model is established. The maximum stiffness is taken as the optimization objective and the optimal volume ratio and the engineering limit are taken as the constraint conditions to optimize the braced frame structure. Engineering limit constraints include maximum, minimum size constraints, symmetry constraints and vertex displacement constraints. The results show that when the angle of oblique brace in braced frame is 39 掳~ 59 掳, the frame has better lateral stiffness, and when the optimized volume ratio is 0.3, the structure vertex displacement increases by 19% compared with the original design domain. The result of topology optimization can be effectively applied to practical engineering by introducing the restriction condition of engineering limit value. The optimized structure has the frame shape and the fine structure which is not easy to be constructed, which reduces the distribution of inefficient materials and reduces the cost.
【作者单位】： 同济大学土木工程防灾国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金重大研究计划重点国际合作项目(51261120377);国家自然科学基金重大研究计划集成项目(91315301-4)
【分类号】：TU973.16

【参考文献】

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【共引文献】

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4 刘s，

本文编号：2107758