基于无棋盘格约束的柔顺机构拓扑优化方法

发布时间：2018-07-28 15:29

【摘要】：提出一种基于无棋盘格约束的柔顺机构拓扑优化设计方法。首先建立具有体积约束的拓扑优化模型,然后分析拓扑优化结果中的棋盘格现象,再建立消除棋盘格的约束条件,在此基础上建立具有消除棋盘格的设计变量更新最佳准则,通过拉格朗日乘子法,推导无棋盘格约束、体积约束和优化目标的灵敏度。通过这种方式,使无棋盘格约束在逐次迭代中改善棋盘格现象,从而最终得到理想的0-1无棋盘格拓扑。最后,以柔顺机构拓扑设计问题为例,进行了算法验证,结果表明本文算法能够实现较好的0-1无棋盘格收敛效果。
[Abstract]:This paper presents a topology optimization design method for compliant mechanisms without chessboard constraints. A topology optimization model with volume constraints is established, and then the checkerboard phenomenon in the topology optimization results is analyzed, and then the constraint conditions for eliminating the checkerboard lattice are established. On this basis, the optimal criteria for updating design variables with the elimination of chessboard lattice are established. The Lagrange multiplier method is used to deduce the sensitivity of non-chessboard constraints, volume constraints and optimization targets. In this way, the non-checkerboard constraints are improved in successive iterations, and the ideal 0-1 non-chessboard topology is finally obtained. Finally, taking the topological design of compliant mechanism as an example, the algorithm is verified, and the results show that the proposed algorithm can achieve a better convergence effect of 0-1 without chessboard lattice.
【作者单位】： 华南理工大学设计学院;华南理工大学机械与汽车工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51275174)
【分类号】：TH112

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本文编号：2150714