基于独立连续变量和复合指数函数的位移约束平面连续体结构拓扑优化
本文选题:平面连续体结构 + 拓扑优化 ; 参考:《北京工业大学学报》2016年12期
【摘要】:为了进一步研究连续体结构拓扑优化模型的合理性和可行性,基于独立、连续、映射(independent continuous mapping,ICM)方法,在满足结构位移约束的条件下,通过引入复合指数形式过滤函数对位移约束下质量最小化(minimum weight with a displacement constraint,MWDC)模型进行了改进,建立了基于独立连续变量和复合指数函数的位移约束平面连续体结构拓扑优化模型,并进行了优化求解.同时,利用M语言,基于Matlab软件平台,开发了相应的拓扑优化计算程序,并针对4种典型平面连续体结构进行了数值验证,分别比较分析了体积约束下的柔顺度最小化(minimum compliance with a volume constraint,MCVC)模型、MWDC模型以及改进的MWDC模型所得到的最优拓扑结构.数值结果表明:采用复合指数形式过滤函数改进的MWDC优化模型迭代次数更少,优化求解计算效率更高.
[Abstract]:In order to further study the rationality and feasibility of the topology optimization model of continuum structure, the independent, continuous, mapping independent continuous mapping method is used to satisfy the displacement constraints of the structure.By introducing the composite exponential filter function, the minimum weight with a displacement constraint MWDCmodel under displacement constraints is improved, and the topology optimization model of displacement-constrained planar continuum structure based on independent continuous variables and composite exponential functions is established.And the optimization solution is carried out.At the same time, using M language, based on Matlab software platform, the corresponding topological optimization calculation program is developed, and the numerical verification of four typical planar continuum structures is carried out.The optimal topological structure of the minimum minimum compliance with a volume constraint model and the modified MWDC model under volume constraints are compared and analyzed respectively.The numerical results show that the improved MWDC optimization model with composite exponential filtering function has fewer iterations and higher computational efficiency.
【作者单位】: 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11072009) 北京市教育委员会资助项目(KM201610005001) 北京工业大学基础研究基金(001000514313003)
【分类号】:O174;O342
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,本文编号:1757269
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