【摘 要】
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与形状优化和尺寸优化相比,拓扑优化具有更大的优化效益,成为优化领域研究的热点。对于不同的问题,拓扑优化求解方法各异。本文在综述了连续体结构拓扑优化进展的基础上,对拓扑可
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与形状优化和尺寸优化相比,拓扑优化具有更大的优化效益,成为优化领域研究的热点。对于不同的问题,拓扑优化求解方法各异。本文在综述了连续体结构拓扑优化进展的基础上,对拓扑可变静荷载作用下的连续体结构拓扑优化问题进行了研究。本文的主要工作包括:(1)综述了连续体结构拓扑优化的研究现状,分析了现有各类方法的优缺点,说明了研究拓扑可变荷载作用下的连续体拓扑优化问题必要性。(2)借鉴用主应力删除准则法进行压力占优结构的拓扑优化设计的思想,本文提出进行压力占优连续体结构的拓扑优化设计的最大拉应变删除准则;分别应用主应力删除准则与最大拉应变删除准则对拓扑可变荷载作用下的压力占优连续体结构进行拓扑优化,研究了单一删除准则的缺陷。(3)借助于“迷宫”思想,开发了一个结构拓扑优化过程中拓扑可变荷载的自动辨析与加载程序,实现了拓扑可变荷载拓扑优化的全自动化。(4)针对单一删除准则在拓扑可变荷载作用下的连续体结构进行拓扑优化中出现的问题,提出了一种组合删除准则法,给出了算法的计算过程,通过算例验证了方法的可行性;为提高效率,提出了组合删除准则法的改进算法,并且比较了不同删除率组合对拓扑优化计算效率及拓扑结果的影响。(5)借鉴灵敏度再分配抑制棋盘格的过滤方法,编制了基于一阶灵敏度再分配的计算机程序,减弱了结构拓扑优化中的棋盘格现象,拓扑结果更加合理。
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