留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于离散变量的拓扑优化方法

梅玉林 王晓明 程耿东

梅玉林, 王晓明, 程耿东. 基于离散变量的拓扑优化方法[J]. 应用数学和力学, 2007, 28(6): 631-642.
引用本文: 梅玉林, 王晓明, 程耿东. 基于离散变量的拓扑优化方法[J]. 应用数学和力学, 2007, 28(6): 631-642.
MEI Yu-lin, WANG Xiao-ming, CHENG Geng-dong. Binary Discrete Method of Topology Optimization[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2007, 28(6): 631-642.
Citation: MEI Yu-lin, WANG Xiao-ming, CHENG Geng-dong. Binary Discrete Method of Topology Optimization[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2007, 28(6): 631-642.

基于离散变量的拓扑优化方法

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(59805001;50475150;10332010);国家教育部重点基金资助项目(104060);教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(050284);博士后科学基金资助项目(2004036110)
详细信息
    作者简介:

    梅玉林(1969- )女,吉林人,博士,副教授;王晓明.教授(联系人.Tel:+86O411O84707039;E-mail:xiaoming@dlut.edu.cn).

  • 中图分类号: O342

Binary Discrete Method of Topology Optimization

  • 摘要: 单元敏度的不准确估计是离散拓扑优化算法数值不稳定的原因之一,特别是添加材料时,传统的敏度计算公式给出的估计误差较大,甚至有时估计符号都是错误的.为了克服这一问题,通过对弹性平衡增量方程的摄动分析构造了新的增量敏度估计公式.这一新的公式无论是添加材料还是删除材料都能较准确地估计出目标函数增量,它可以看作是通过非局部单元刚度阵对传统敏度分析公式的修正.以此为基础构建了一种基于离散变量的拓扑优化算法,它可以从任意单元上添加或删除材料以使目标函数减小,同时为避免优化过程中重新划分网格,采用了单元软杀策略以小刚度材料模拟空单元.这一方法的主要优点是简单,不需要太多的数学计算,特别有利于工程实际的应用.
  • [1] Hans A E, Olhoff N. Topology optimization of continuum structures: a review[J].Appl Mech Rev,2001,54(4):331-389. doi: 10.1115/1.1388075
    [2] Bendsoe M P,Sigmund O.Topology Optimization Theory: Methods and Applications[M].Berlin: Springer, 2003.
    [3] Beckers M. Topology optimization using a dual method with discrete variables[J].Structure and Multidisciplinary Optimization,1999,17(1):14-24.
    [4] Harber R B, Jog C S, Bendsoe M P. Variable-topology shape optimization with a control on perimeter[A/J]. In:Gilmore B J,Hoeltzel D A,Dutta D,et al Eds.Proceedings of the ASME,20th Design Automation Conference:Advances in Design Automation[C].Washington D C:AIAA;Advances in Design Automation, ASME,1994,69(2):261-272.
    [5] Harber R B, Jog C S, Bendsoe M P. A new approach to variable-topology design using a constraint on the perimeter[J].Structure and Multidisciplinary Optimization,1996,11(1/2):1-12.
    [6] Cheng G,Gu Y, Zhou Y.Accuracy of semi-analytical sensitivity analysis[J].Finite Elements in Analysis and Design,1989,6(2):113-128. doi: 10.1016/0168-874X(89)90039-5
    [7] Pasi Tanskanen. The evolutionary structural optimization method: theoretical aspects[J].Computer Methods in Applied Mechanics Engineering,2002,191(47/48):5485-5498. doi: 10.1016/S0045-7825(02)00464-4
    [8] Xie Y M, Steven G P. A simple evolutionary procedure for structural optimization[J].Computer & Structures,1993,49(5):885-896.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  2674
  • HTML全文浏览量:  68
  • PDF下载量:  657
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2006-07-13
  • 修回日期:  2007-04-11
  • 刊出日期:  2007-06-15

目录

    /

    返回文章
    返回