本文關(guān)鍵詞：面向連續(xù)體拓撲優(yōu)化的多樣性設(shè)計求解方法

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【摘要】：拓撲優(yōu)化可以在概念設(shè)計階段為工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計提供新穎的設(shè)計思路.傳統(tǒng)的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法通常只能獲得一個優(yōu)化的拓撲構(gòu)型,但在實際工程應用中,這個構(gòu)型在后續(xù)設(shè)計階段可能會由于分析模型逐步細化、設(shè)計要求的進一步明確而無法滿足改變后的設(shè)計目標和約束.針對此問題,提出了多樣性設(shè)計求解方法 (multiple designs approach,MDA),使得能夠在優(yōu)化過程中獲得若干個多樣性設(shè)計,以此減少在可能在設(shè)計初期由于信息不完整所帶來的風險.給出MDA基本的優(yōu)化列式,將目標函數(shù)定義為多個設(shè)計構(gòu)型的目標性能加權(quán)之和,并通過加入對多樣性度量的約束條件,在優(yōu)化過程中驅(qū)動各個設(shè)計產(chǎn)生幾何構(gòu)型上差異.給出了一種具體的多樣性度量方法,并對其物理意義和特征進行描述和討論.以基于變密度法的最小柔順性問題作為優(yōu)化算例,給出了具體的優(yōu)化列式及敏度推導.在算例中,研究了目標函數(shù)和約束中不同參數(shù)對結(jié)果的影響,并對目標函數(shù)之外的其他潛在結(jié)構(gòu)性能進行了討論和比較.結(jié)果表明,通過MDA能夠有效地給出一批多樣性設(shè)計構(gòu)型,為后續(xù)的精細化設(shè)計提供多種設(shè)計方案和思路.
【作者單位】： 大連理工大學工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點實驗室工程力學系;上海電氣風電設(shè)備有限公司;
【基金】：“973”計劃(2014CB049000) 國家自然科學基金(11372062,11402049)資助項目
【分類號】：TB472
【正文快照】： (上海電氣風電設(shè)備有限公司,上海200241)2)王博,教授,主要研究方向:結(jié)構(gòu)與多學科優(yōu)化、結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化、航天先進材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計.E-mail:wangbo@dlut.edu.cnMDA could propose multiple diverse designs for detailed design stage.引言1988年,Bendsoe和Kikuchi[1]提出了基于均

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