【摘 要】
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连续体结构拓扑优化是结构优化中的难点和热点问题,也是结构优化领域的前沿课题之一,本文以连续体结构为研究对象,重点研究解决材料在连续体结构设计空间的分布优化的问题。
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连续体结构拓扑优化是结构优化中的难点和热点问题,也是结构优化领域的前沿课题之一,本文以连续体结构为研究对象,重点研究解决材料在连续体结构设计空间的分布优化的问题。渐进结构优化法作为连续体结构拓扑优化的重要方法之一备受关注,发展和完善这一方法,并将其引入工程应用是非常有意义的课题。围绕渐进结构优化,本文进行了以下几个方面的工作:1.深入学习与研究各类连续体结构拓扑优化方法后,本文总结了几种主流方法的基本理论与应用成果,了解常用的拓扑优化方法的数学建模方式,为后续的拓扑优化程序的实现打下理论基础;2.本文详细介绍了渐进结构优化法的基本思想、删除准则、进化策略以及近些年来的发展,并以科学的方法对其进行归纳分类,对该方法中重要的概念以及公式进行了解释以及推导;3.本文重点研究了渐进结构优化法中的数值不稳定现象,对其中的棋盘格效应的处理办法进行了研究并加以总结概括,并就方法中的敏度过滤法进行重点介绍,并围绕敏度过滤法对渐进结构优化法进行了改进,提出了一种更加科学高效的敏度过滤方式,很好地解决棋盘格效应问题;4.本文以改进后的渐进结构优化方法为算法核心,以ANSYS为软件基础,充分利用该软件的二次开发和生死单元功能,编制了属于本文的渐进结构优化程序,并利用多个算例证明了所编程序的可靠性、进步性以及工程实用性,在实际的工程设计中有一定的借鉴作用。
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