平面連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化ESO方法及其應用研究.pdf

1、結構拓撲優(yōu)化設計是目前結構優(yōu)化設計領域最富有挑戰(zhàn)性的研究課題之一，近十幾年來，結構拓撲優(yōu)化設計得到了迅速的發(fā)展。ESO方法是通過一定的刪除準則，將無效或低效的材料逐步去掉，使結構逐漸趨于優(yōu)化。本文以ESO方法為基礎，進行平面連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化問題研究，主要工作如下： (1)綜述結構拓撲優(yōu)化的發(fā)展，分析國內(nèi)外連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化各種方法的優(yōu)缺點，闡述了連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化問題的必要性。 (2)基于等效應力準則ESO方法對重力壩

2、斷面進行拓撲優(yōu)化，針對優(yōu)化歷程中出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象進行修正，得出了較優(yōu)的重力壩斷面形狀。 (3)分別運用單一主應力刪除準則和最大拉應變準則對壓力占優(yōu)的結構進行拓撲優(yōu)化，兩種刪除準則的拓撲結果有一些差別；在進一步研究基礎上，本文提出基于主應力刪除準則和最大拉應變刪除準則的交替組合準則法，對豎向集中力作用下的簡支梁進行拓撲優(yōu)化，得到的拓撲優(yōu)化結果接近于經(jīng)典解答。為克服組合準則法迭代次數(shù)多、效率低下的缺陷，本文又提出組合準則的改進算法，