拓扑优化常用方法:拓扑优化是指对结构的形状进行优化,其目标是寻求结构对材料的最佳利用,得到最佳材料分配方案,以减轻结构质量或提高结构性能。常用来对平面问题进行拓扑优化的方法主要有三种:变厚度法、均匀化法和变密度法。
均匀化方法的基本思想是在组成拓扑结构的材料中引入微结构(单胞),优化过程中以微结构的单胞尺寸为拓扑设计变量,以单胞尺寸的消长实现微结构的增删,并产生介于由中间尺寸单胞构成的复合材料,以拓展设计空间,从而实现了结构拓扑优化模型与尺寸优化模型的统一和连续化。均匀化方法只能看作是一种拓扑模糊的结构,需要从中抽象出明确的可加工结构,存在着其局限性。
变厚度法是最早被采用的拓扑优化方法,属几何描述方式。这种方法将薄板或薄壳可能占据的整个区域划分成有限个单元,假定所有单元的厚度是均匀的,把这一模型作为初始模型进行拓扑优化。优化求得的最优设计将是一带孔洞的、厚度(为h )均匀的薄板或薄壳,这就意味着每个单元的厚度只能取h 或者0 这两个离散值。变厚度法是几种方法中提出最早的一种,这种方法的数学模型简单,概念清晰,求解方便,是尺寸优化方法的直接推广,但优化对象受到限制,只能应用于二维膜结构。 2100433B