期刊论文

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应用力学学报

1000-4939

2016

33

6

948-955

10.11776/cjam.33.06.D027

国家自然科学基金（11372055 11302033） 湖南省教育厅科学研究项目（15C0119 14C0098） 长沙理工大学桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室开放基金（13KB07）

本校为其他机构

针对质量最小化、位移为约束条件的结构材料优化问题,提出了一种变位移约束的结构材料拓扑优化方法。采用分式有理式识别结构材料单元特性参数,以细观单元拓扑变量倒数为设计变量,结合均匀化方法求出宏观结构单元的等效刚度矩阵以及其对细观单元设计变量的导数,进而得到位移的一阶近似展开式。结合变约束限的思想,得到了以结构质量作为目标函数、位移作为约束条件的连续体细观结构拓扑优化近似模型;并采用对偶方法进行求解。对几种典型结构,进行了考虑单个和多个位移约束的结构材料优化设计,所得结果验证了本文方法的有效性和可行性。

A structural material optimization method with varied displacement constraints is proposed to solve the problem of structural material optimization with displacement constraints based on the structural topology optimization idea. By using the conventional fractional function filter functions, the effective stiffness matrix and its derivatives are established by treating the reciprocal topological variables of micro structural elements as design variables, and the one order approximate explicit functions of displacement constraints are constructed. Integrated with the idea of varied displacemen...