基于EFG法的漸進結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化研究.pdf

1、當前,基于無網(wǎng)格方法的拓撲優(yōu)化雖還處在初步的探討階段,應用尚不廣泛,但是相對于有限元法而言,無網(wǎng)格法本身具有一些先天性優(yōu)勢,這使得基于無網(wǎng)格法的拓撲優(yōu)化擁有誘人的前景。基于無網(wǎng)格方法的拓撲優(yōu)化目前仍存在許多缺點,如計算缺乏穩(wěn)定性、優(yōu)化效率較低等。本文以無網(wǎng)格Galerkin數(shù)值計算方法為基礎(chǔ),結(jié)合漸進結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法,對二維連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化進行了研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　1.基于有限元ANSYS軟件平臺,利用其參數(shù)化設(shè)計語言

2、對二維連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化過程進行了編程模擬,通過對漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化法中材料拒絕率、進化率等參數(shù)的不斷嘗試,初步確定了這些參數(shù)的大致選擇范圍。
　　2.闡述了基于無網(wǎng)格Galerkin法的漸進結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化流程;討論了拓撲優(yōu)化過程中被刪節(jié)點對結(jié)構(gòu)分析的影響;針對被刪節(jié)點對結(jié)構(gòu)分析中關(guān)鍵矩陣的影響,提出了直接剔除被刪節(jié)點、直接處理形函數(shù)與“生死節(jié)點”三種處理方法;對每種處理方法,利用 MATLAB編程語言,以二維連續(xù)體結(jié)構(gòu)為研究對象,編寫了

3、基于無網(wǎng)格Galerkin法的漸進結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化程序,詳細討論了每種方法的可行性,結(jié)果表明直接處理形函數(shù)與“生死節(jié)點”的處理方法是可行的。
　　3.對無網(wǎng)格Galerkin法中節(jié)點密度、權(quán)函數(shù)影響域尺寸等參數(shù)對拓撲優(yōu)化結(jié)果的影響進行了詳細討論,總結(jié)了其規(guī)律,給出了選擇相應參數(shù)的規(guī)律性參考。
　　4.介紹了基于無網(wǎng)格Galerkin法及變密度法的拓撲優(yōu)化原理,比較了該方法與基于無網(wǎng)格Galerkin法的漸進結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法的優(yōu)化