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基于改进SIMP法的连续体结构拓扑优化方法研究

作者：李启宏,李海艳* 日期：2021-06-23/span> 浏览：1786 查看PDF文档

基于改进SIMP法的连续体结构拓扑优化方法研究*

李启宏,李海艳*

（广东工业大学机电工程学院，广东广州 510006）

摘要:基于SIMP法的连续体结构拓扑优化，在小规模网格下的优化结构刚度性能不佳，而在大规模网格下优化结构又会出现过多细小分支，针对这一问题，提出了一种基于改进SIMP法的连续体结构拓扑优化方法。该方法对SIMP数学模型进行了改进，将单元微分法作为力学响应分析的理论基础，以全体单元中心点应力应变积之和为优化目标函数，并结合比例拓扑优化法对改进的数学模型进行了数值优化求解；最后，基于ISIMP法对悬臂梁进行了不同网格规模下的拓扑优化实验。研究结果表明：基于ISIMP法，悬臂梁的优化结构刚度得到了提升，并且在网格规模较小时，优化结构的刚度提升更为显著；同时，在网格规模很大时，该方法能有效减少细小分支的数量，提高优化结构的可制造性。

关键词:改进的SIMP法；单元微分法；比例拓扑优化；连续体结构拓扑优化

中图分类号:TH122；TB115

文献标识码:A文章编号:1001-4551(2021)04-0428-06

本文引用格式:
李启宏,李海艳.基于改进SIMP法的连续体结构拓扑优化方法研究［J］.机电工程,2021,38(4):428-433.
LI Qi-hong, LI Hai-yan. Continuum structure topology optimization method based on improved SIMP method［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2021,38(4):428-433.
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