基于变密度法的分区加权敏度过滤方法

作者：高涵,徐雷,胡元昊,等. 日期：2022-11-22/span> 浏览：1300 查看PDF文档

摘要:在基于变密度法的结构拓扑优化中,优化结果常存在边界扩散和细长杆结构等数值不稳定的问题,针对这一问题,提出了一种基于变密度法的分区加权敏度过滤方法。首先,将敏度过滤区域划分为内外两个部分;然后,确定了加权因子修正系数、惩罚因子和最小过滤半径等优化参数的取值,利用不同的加权因子对内外区域分别进行了加权处理,使靠近中心的区域获得了更高的敏度值,而远离中心的区域获得了较低的敏度值,获得了边界清晰的拓扑优化结构;最后,引入了拓扑优化的衡量指标,通过典型算例对该方法在解决边界扩散和细长杆问题的可行性和有效性进行了验证。研究结果表明:该方法在迭代次数、灰度值、离散率和灰度率方面均有所改善,可以提高优化效率和优化结构的可制造性,有利于后处理时的模型提取和重构;同其他优化方法相比,在解决边界扩散和细长杆问题上具有一定的优势。

关键词:变密度法;结构拓扑优化;边界扩散;细长杆结构;分区加权敏度过滤;加权因子

中图分类号:TH122文献标识码:A文章编号:1001-4551(2022)09-1294-09

本文引用格式:

高涵,徐雷,胡元昊,等.基于变密度法的分区加权敏度过滤方法［J］.机电工程,2022,39(9):1294-1302.

GAO Han, XU Lei, HU Yuan-hao, et al. Partition weighted sensitivity filtering method based on variable density method［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(9):1294-1302.