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Fatigue Topology Optimization Design Based on Distortion Energy Theory and Independent Continuous Mapping Method 被引量:2
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作者 Hongling Ye Zonghan Li +2 位作者 Nan Wei Pengfei Su Yunkang Sui 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 SCIE EI 2021年第7期297-314,共18页
Fatigue failure is a common failure mode under the action of cyclic loads in engineering applications,which often occurs with no obvious signal.The maximum structural stress is far below the allowable stress when the ... Fatigue failure is a common failure mode under the action of cyclic loads in engineering applications,which often occurs with no obvious signal.The maximum structural stress is far below the allowable stress when the structures are damaged.Aiming at the lightweight structure,fatigue topology optimization design is investigated to avoid the occurrence of fatigue failure in the structural conceptual design beforehand.Firstly,the fatigue life is expressed by topology variables and the fatigue life filter function.The continuum fatigue optimization model is established with the independent continuous mapping(ICM)method.Secondly,fatigue life constraints are transformed to distortion energy constraints explicitly by taking advantage of the distortion energy theory.Thirdly,the optimization formulation is solved by the dual sequence quadratic programming(DSQP).And the design scheme of lightweight structure considering the fatigue characteristics is obtained.Finally,numerical examples illustrate the practicality and effectiveness of the fatigue optimization method.This method further expands the theoretical application of the ICM method and provides a novel approach for the fatigue optimization problem. 展开更多
关键词 Fatigue optimization distortion energy theory S-N curve independent continuous mapping method
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节点拓扑变量非耦合映射的ICM方法
2
作者 彭细荣 隋允康 郑勇刚 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2468-2481,共14页
文章提出了节点拓扑变量一种非耦合映射的ICM方法,对于结构拓扑优化问题予以建模和求解:首先将基结构划分为由较小单元组成的网格,取节点独立、连续的拓扑变量,建立了一种双线性形函数插值的变量非耦合映射,替代了单元独立连续拓扑变量... 文章提出了节点拓扑变量一种非耦合映射的ICM方法,对于结构拓扑优化问题予以建模和求解:首先将基结构划分为由较小单元组成的网格,取节点独立、连续的拓扑变量,建立了一种双线性形函数插值的变量非耦合映射,替代了单元独立连续拓扑变量,使单元的“有”或“无”连续化近似,实现了节点拓扑变量过滤识别与物理量的单元内插值,推导建立了节点拓扑设计变量的优化模型,采用基于变量可分离的二阶对偶规划算法求解,并且改进了最优拓扑构型的圆整技术.接着以常见的位移约束下结构重量(或体积)极小拓扑优化问题为例,演示了上述建模及求解过程.最后分别给出了单载荷工况和多载荷工况下的位移约束拓扑优化的算例,数值计算结果验证了本方法的有效性.研究有如下优点:克服了以往基于单元拓扑变量研究的缺陷,即最优结构边界为锯齿形,得到的最优结构的拓扑边界光滑清晰;给出了节点拓扑变量和单元拓扑函数场定义,提炼出构造该场必须遵循的5点准则,克服了节点拓扑ICM方法有关研究中存在的不足;得到节点设计变量不再是耦合关系,可以方便地求出结构物理量的二阶导数,从而利用变量可分离对偶优化算法进行高效的寻优;研究成果不仅丰富了ICM方法的内涵,推动了其发展,而且对变密度的节点拓扑方法也有参考的裨益. 展开更多
关键词 结构拓扑优化 icm方法 变量非耦合 节点拓扑变量
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ICM method for topology optimization of multimaterial continuum structure with displacement constraint 被引量:11
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作者 Hong-Ling Ye Zong-Jie Dai +1 位作者 Wei-Wei Wang Yun-Kang Sui 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第3期552-562,共11页
A new topology optimization method is formulated for lightweight design of multimaterial structures, using the independent continuous mapping (ICM) method to minimize the weight with a prescribed nodal displacement co... A new topology optimization method is formulated for lightweight design of multimaterial structures, using the independent continuous mapping (ICM) method to minimize the weight with a prescribed nodal displacement constraint. Two types of independent topological variable are used to identify the presence of elements and select the material for each phase, to realize the interpolations of the element stiffness matrix and total weight. Furthermore, an explicit expression for the optimized formulation is derived, using approximations of the displacement and weight given by first- and second-order Taylor expansions. The optimization problem is thereby transformed into a standard quadratic programming problem that can be solved using a sequential quadratic programming approach. The feasibility and effectiveness of the proposed multimaterial topology optimization method are demonstrated by determining the best load transfer path for four numerical examples. The results reveal that the topologically optimized configuration of the multimaterial structure varies with the material properties, load conditions, and constraint. Firstly, the weight of the optimized multimaterial structure is found to be lower than that composed of a single material. Secondly, under the precondition of a displacement constraint, the weight of the topologically optimized multimaterial structure decreases as the displacement constraint value is increased. Finally, the topologically optimized multimaterial structures differ depending on the elastic modulus of the materials. Besides, the established optimization formulation is more reliable and suitable for use in practical engineering applications with structural performance parameters as constraint. 展开更多
关键词 independent continuous mapping method Multimaterial TOPOLOGY OPTIMIZATION continuous STRUCTURE
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ICM Method Combined with Meshfree Approximation for Continuum Structure
4
作者 龙凯 左正兴 +1 位作者 肖涛 Rehan H.Zuberi 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2010年第3期279-285,共7页
The independent continuous mapping(ICM) method is integrated into element free Galerkin method and a new implementation of topology optimization for continuum structure is presented.To facilitate the enforcement of ... The independent continuous mapping(ICM) method is integrated into element free Galerkin method and a new implementation of topology optimization for continuum structure is presented.To facilitate the enforcement of the essential boundary condition and derivative of various sensitivities,a singular weight function in element free Galerkin method is introduced.Material point variable is defined to illustrate the condition of material point and its vicinity instead of element or node.The topological variables field is constructed by moving least square approximation which inherits the continuity and smoothness of the weight function.Due to reciprocal relationships between the topological variables and design variables,various structural responses sensitivities are derived according to the method for calculating the partial derivatives of compound functions.Numerical examples indicate that checkerboard pattern and mesh-dependence phenomena are overcome without additional restriction methods. 展开更多
关键词 topology optimization independent continuous mapping method continuum structure meshfree method moving least square approximation
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连续体结构拓扑优化应力约束凝聚化的ICM方法 被引量:22
5
作者 隋允康 叶红玲 +1 位作者 彭细荣 张学胜 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期554-563,共10页
为克服应力约束下拓扑优化问题约束数目多、应力敏度计算量大的困难,提出了应力约束化凝聚化的ICM方法.在利用Mises强度理论将应力约束转换成应变能约束后,提出了应力约束凝聚化的两条途径:其一为应力全局化的方法,其二为应力约束集成... 为克服应力约束下拓扑优化问题约束数目多、应力敏度计算量大的困难,提出了应力约束化凝聚化的ICM方法.在利用Mises强度理论将应力约束转换成应变能约束后,提出了应力约束凝聚化的两条途径:其一为应力全局化的方法,其二为应力约束集成化的方法.由此建立了多工况下以重量为目标、以凝聚化应变能为约束的连续体结构优化模型,并利用对偶理论对优化模型进行了求解.4个数值算例表明:该方法具有较高的计算效率,得到的拓扑结构比较合理,不仅适用于二维连续体结构,也适用于三维连续体结构. 展开更多
关键词 连续体 拓扑优化 icm(independent continuous mapping)方法 应力约束凝聚化 多工况
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统一骨架与连续体的结构拓扑优化的ICM理论与方法 被引量:39
6
作者 隋允康 杨德庆 孙焕纯 《计算力学学报》 CAS CSCD 2000年第1期28-33,共6页
描述了基于ICM方法的结构拓扑优化新模型并应用于骨架与连续体结构。ICM方法意指独立、连续变量与映射变换及其反演。新模型将两种结构统一建立了具有重量目标函数和多工况下应力与位移约束下的优化问题。提出的过滤函数是ICM方法的关... 描述了基于ICM方法的结构拓扑优化新模型并应用于骨架与连续体结构。ICM方法意指独立、连续变量与映射变换及其反演。新模型将两种结构统一建立了具有重量目标函数和多工况下应力与位移约束下的优化问题。提出的过滤函数是ICM方法的关键技术之一。 展开更多
关键词 结构 拓扑优化设计 骨架结构 连续体 icm理论
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Concurrent topology optimization for minimization of total mass considering load-carrying capabilities and thermal insulation simultaneously 被引量:10
7
作者 Kai Long Xuan Wang Xianguang Gu 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第2期315-326,共12页
The present work introduces a novel concurrent optimization formulation to meet the requirements of lightweight design and various constraints simultaneously.Nodal displacement of macrostructure and effective thermal ... The present work introduces a novel concurrent optimization formulation to meet the requirements of lightweight design and various constraints simultaneously.Nodal displacement of macrostructure and effective thermal conductivity of microstructure are regarded as the constraint functions, which means taking into account both the loadcarrying capabilities and the thermal insulation properties.The effective properties of porous material derived from numerical homogenization are used for macrostructural analysis. Meanwhile, displacement vectors of macrostructures from original and adjoint load cases are used for sensitivity analysis of the microstructure. Design variables in the form of reciprocal functions of relative densities are introduced and used for linearization of the constraint function. The objective function of total mass is approximately expressed by the second order Taylor series expansion. Then, the proposed concurrent optimization problem is solved using a sequential quadratic programming algorithm, by splitting into a series of sub-problems in the form of the quadratic program. Finally, several numerical examples are presented to validate the effectiveness of the proposed optimization method. The various effects including initial designs, prescribed limits of nodal displacement, and effective thermal conductivity on optimized designs are also investigated. An amount of optimized macrostructures and their corresponding microstructures are achieved. 展开更多
关键词 Concurrent design Topology optimization HOMOGENIZATION Thermal insulation Nodal displacement independent continuous mapping method
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应力约束处理为应变能集成的连续体结构拓扑优化 被引量:16
8
作者 隋允康 张学胜 龙连春 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期602-608,共7页
为克服应力约束下拓扑优化问题约束多、应力敏度计算量大的困难,本文提出了将应力约束处理为应变能集成的结构拓扑优化ICM方法。文中用几个典型算例对该方法进行了检验,结果表明:本方法优化效率较高,而且得到的结构最优拓扑较为合理。
关键词 拓扑优化 icm(independent continuous mapping)方法 K-S函数
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独立、连续、映射法刚度过滤函数 被引量:6
9
作者 张学胜 隋允康 +1 位作者 龙连春 叶红玲 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期6-10,共5页
为了构造刚度过滤函数,利用均匀化方法计算了单胞挖不同尺寸方孔时对应的等效刚度,再依据计算出的离散刚度值按正则化最小二乘法拟合等效刚度的系数,然后用这些系数再次使用最小二乘法拟合出独立、连续、映射法刚度过滤函数的幂指数.... 为了构造刚度过滤函数,利用均匀化方法计算了单胞挖不同尺寸方孔时对应的等效刚度,再依据计算出的离散刚度值按正则化最小二乘法拟合等效刚度的系数,然后用这些系数再次使用最小二乘法拟合出独立、连续、映射法刚度过滤函数的幂指数.由这种方法得到的刚度过滤函数能够正确地反映挖孔单胞等效刚度随方孔尺寸变化的规律,并且其幂指数值与拓扑优化经验值较吻合. 展开更多
关键词 均匀化方法 独立 连续 映射方法 过滤函数 拓扑优化
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应该为结构拓扑优化的设计变量正名和处理方法顺言 被引量:3
10
作者 彭细荣 隋允康 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1787-1797,共11页
为了澄清拓扑化概念及促进发展,从基本概念入手,阐述了为拓扑变量正名、为有关映射顺言的必要性和迫切性.连续体结构拓扑优化方面的研究,以往学者们不注意厘清拓扑变量的概念,没有探讨其独立地位,而是依附于结构优化低层次,采用惩罚函... 为了澄清拓扑化概念及促进发展,从基本概念入手,阐述了为拓扑变量正名、为有关映射顺言的必要性和迫切性.连续体结构拓扑优化方面的研究,以往学者们不注意厘清拓扑变量的概念,没有探讨其独立地位,而是依附于结构优化低层次,采用惩罚函数使变量趋于0/1,有研究者于2004年意识到应当引进Heaviside函数取代惩罚函数.其实,笔者在1996年提出的独立连续映射(independent continuous mapping,ICM)方法中已经彻底解决了这些问题:定义独立层次的拓扑变量;采用阶跃函数及其逆函数的近似逼近.本文阐述了ICM方法的概念,并以频率约束拓扑优化为例详述了建模及求解.算例表明ICM方法因概念清晰显示出明显优势.《论语·子路篇》曰:"名不正则言不顺,言不顺则事不成."正名方可顺言,是时候该为结构拓扑优化的设计变量正名和处理方法顺言了. 展开更多
关键词 连续体结构拓扑优化 拓扑设计变量的独立化 近似逼近函数 惩罚函数 阶跃函数 Heaviside函数 独立连续映射(independent continuous mapping icm)方法 变密度法
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稳态热传导下的连续体结构拓扑优化 被引量:11
11
作者 龙凯 左正兴 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第24期2939-2943,共5页
在稳态热传导连续体拓扑优化中,提出单元总热能、节点温度、区域内节点温度平方和三类不同性能指标,推导三类指标的伴随法敏度分析公式。基于独立连续映射法建立以三类指标为约束的体积最小化模型,应用过滤技术克服拓扑优化的数值不稳... 在稳态热传导连续体拓扑优化中,提出单元总热能、节点温度、区域内节点温度平方和三类不同性能指标,推导三类指标的伴随法敏度分析公式。基于独立连续映射法建立以三类指标为约束的体积最小化模型,应用过滤技术克服拓扑优化的数值不稳定性问题,实现了稳态热传导下的连续体拓扑优化设计。通过数值算例对优化结果进行讨论,其结果验证了方法和模型的可行性和有效性。 展开更多
关键词 热传导 拓扑优化 独立连续映射法 过滤算法 敏度分析
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结构拓扑优化局部性能约束下轻量化问题的互逆规划解法 被引量:5
12
作者 隋允康 彭细荣 +1 位作者 叶红玲 李宗翰 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期479-486,共8页
瞄准应力和疲劳两类局部性能约束的结构拓扑优化问题,概括为分部、化整和集成3种解法和交融的3种解法。类比应力约束推导了疲劳寿命情况,一为满疲劳公式,二为疲劳寿命约束全局化的结构寿命概念和相应解法。在倒寿命概念下,实现了疲劳寿... 瞄准应力和疲劳两类局部性能约束的结构拓扑优化问题,概括为分部、化整和集成3种解法和交融的3种解法。类比应力约束推导了疲劳寿命情况,一为满疲劳公式,二为疲劳寿命约束全局化的结构寿命概念和相应解法。在倒寿命概念下,实现了疲劳寿命约束与应力约束的规格统一。补充和完整了已有的局部性能约束解法,属于单目标模型,有分部、化整、集成三种。基于互逆规划理论的定理2,提出了交融优化解法,是单目标与多目标模型的交替迭代,有分部-集成、化整-集成和集成-集成三种。上述6种解法皆基于ICM方法进行建模。算例表明,新提出的交融优化方法提高了求解效率。 展开更多
关键词 局部性能约束 交融解法 互逆规划 分部解法 化整解法 集成解法 结构拓扑优化 icm方法
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多工况应力和位移约束下连续体结构拓扑优化 被引量:83
13
作者 隋允康 杨德庆 王备 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期171-179,共9页
将文[1]所提出的对拓扑变量的独立连续映射(ICM)的拓扑优化方法应用于连续体结构,从而建立了统一的以重量为目标,考虑应力和位移约束的连续体结构拓扑优化模型。通过对位移一应力拓扑解和各工况下应力拓扑解的综合协调,进而... 将文[1]所提出的对拓扑变量的独立连续映射(ICM)的拓扑优化方法应用于连续体结构,从而建立了统一的以重量为目标,考虑应力和位移约束的连续体结构拓扑优化模型。通过对位移一应力拓扑解和各工况下应力拓扑解的综合协调,进而对于协调拓扑解按照阈值完成从离散到连续的反演,并且采用分层与加权策略克服了“荷载病态”困难.给出的经典的二维平面问题和三维连续体结构拓扑优化算例表明,这种统一的模型由骨架结构发展到连续体结构的优化也是成功的. 展开更多
关键词 连续体 结构拓扑优化 多工况 应力约束 位移约束
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基于独立连续变量和复合指数函数的位移约束平面连续体结构拓扑优化 被引量:4
14
作者 叶红玲 尹芳放 +1 位作者 王伟伟 隋允康 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1810-1817,共8页
为了进一步研究连续体结构拓扑优化模型的合理性和可行性,基于独立、连续、映射(independent continuous mapping,ICM)方法,在满足结构位移约束的条件下,通过引入复合指数形式过滤函数对位移约束下质量最小化(minimum weight with a dis... 为了进一步研究连续体结构拓扑优化模型的合理性和可行性,基于独立、连续、映射(independent continuous mapping,ICM)方法,在满足结构位移约束的条件下,通过引入复合指数形式过滤函数对位移约束下质量最小化(minimum weight with a displacement constraint,MWDC)模型进行了改进,建立了基于独立连续变量和复合指数函数的位移约束平面连续体结构拓扑优化模型,并进行了优化求解.同时,利用M语言,基于Matlab软件平台,开发了相应的拓扑优化计算程序,并针对4种典型平面连续体结构进行了数值验证,分别比较分析了体积约束下的柔顺度最小化(minimum compliance with a volume constraint,MCVC)模型、MWDC模型以及改进的MWDC模型所得到的最优拓扑结构.数值结果表明:采用复合指数形式过滤函数改进的MWDC优化模型迭代次数更少,优化求解计算效率更高. 展开更多
关键词 平面连续体结构 拓扑优化 独立、连续、映射(icm)方法 位移约束 复合指数函数
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谐响应下的连续体拓扑优化 被引量:7
15
作者 龙凯 左正兴 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第13期1556-1559,共4页
用独立连续映射法建立了以关心自由度振幅平方和为约束、体积最小化为目标的连续体结构拓扑优化模型。采用伴随法求解得到关心自由度振幅平方和指标的敏度分析公式,并应用一阶泰勒展开对该指标进行显式表达。用数字图像过滤技术抑制棋... 用独立连续映射法建立了以关心自由度振幅平方和为约束、体积最小化为目标的连续体结构拓扑优化模型。采用伴随法求解得到关心自由度振幅平方和指标的敏度分析公式,并应用一阶泰勒展开对该指标进行显式表达。用数字图像过滤技术抑制棋盘格现象和消除网格依赖性问题。通过数值算例对不同激振频率、不同结构阻尼谐响应下的拓扑优化结果进行分析讨论。结果表明,独立连续映射法在处理谐响应下的拓扑优化问题上具有可行性和有效性。 展开更多
关键词 拓扑优化 连续体结构 敏度分析 谐响应 独立连续映射法
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连续体结构拓扑优化的应力约束全局化(英文) 被引量:2
16
作者 隋允康 彭细荣 +2 位作者 叶红玲 冯吉利 龙连春 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期1-8,共8页
连续体结构拓扑优化面临3个困难:1)基于柔顺度为目标的连续体结构,多工况问题是多目标问题,相比较单工况而言,更难于解决;2)局部性约束问题.如单元应力极限,比全局性约束问题如位移或频率极限,要复杂的多,因为局部约束问题敏度分析计... 连续体结构拓扑优化面临3个困难:1)基于柔顺度为目标的连续体结构,多工况问题是多目标问题,相比较单工况而言,更难于解决;2)局部性约束问题.如单元应力极限,比全局性约束问题如位移或频率极限,要复杂的多,因为局部约束问题敏度分析计算量巨大.3)载荷病态问题.类似于结构分析中的“总刚病态”,不容易得到最终的合理的拓扑结构,因为考虑到当载荷的大小差距较大时,在迭代过程中,小载荷的传力路径有可能消失.为克服上述困难,采取了如下措施: 1)利用ICM方法建立拓扑优化模型.2)基于von Mises强度理论,所有单元的应力约束转化为结构的应变能约束,即全局的约束代替了局部约束.3)载荷病态被分成3种情况:(a)各工况间有载荷病态,但工况内无载荷病态;(b)仅在某工况内部有载荷病态;(c)各工况间有载荷病态,同时某工况内也有载荷病态.4)采用应力全局化的ICM方法,基于应变能的策略,上述提到的3种载荷病态问题按照不同的方法逐个得到了解决.数值算例说明了用全局应变能约束代替局部应力约束,传力路径更容易得到.用结构应变能代替载荷作为调整系数的方法非常好地解决了载荷病态问题. 展开更多
关键词 icm(独立、连续、映射)方法 应力约束全局化 拓扑优化 连续体结构 载荷病态
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基于多相材料的稳态热传导结构轻量化设计 被引量:9
17
作者 龙凯 王选 韩丹 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期359-366,共8页
在多相材料的结构拓扑优化问题中,通常给定各相材料体积约束或材料总重量约束作为材料的控制用量.在结构轻量化设计的实际工程背景下,以结构总重量最小化为目标的优化模型具有明确的工程意义.针对含多相材料的稳态传热结构拓扑优化问题... 在多相材料的结构拓扑优化问题中,通常给定各相材料体积约束或材料总重量约束作为材料的控制用量.在结构轻量化设计的实际工程背景下,以结构总重量最小化为目标的优化模型具有明确的工程意义.针对含多相材料的稳态传热结构拓扑优化问题,提出了以结构总重量最小化为目标和给定热柔顺度为约束的多工况连续体结构拓扑优化建模方法.遵循独立连续映射建模方式,采用两类独立拓扑变量分别表征单元热传导矩阵和单元重量状态.推导了热柔顺度和总重量对设计变量的敏度,基于一阶和二阶泰勒展开得到各自的近似表达式.通过求解偏微分方程,实现了约束函数一次项过滤,消除了棋盘格现象和网格依赖性问题,并保证了约束方程在过滤后严格成立.建立的近似优化模型具有二次函数形式的目标函数和一次函数形式的约束函数.基于对偶序列二次规划方法对优化模型进行求解直至收敛.通过四个三维结构数值算例分析对比了热柔顺度约束限值、不同材料混合及多工况、多约束条件对优化结果的影响.数值算例结果表明,本文提出的优化方法在基于多相材料的多工况稳态热传导结构轻量化设计中具有可行性和有效性. 展开更多
关键词 拓扑优化 多相材料 稳态热传导 独立连续映射法 序列二次规划
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一种变频率约束限的结构拓扑优化方法 被引量:4
18
作者 邢晓娟 荣见华 邓果 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期56-60,共5页
针对仅频率约束和重量最小的结构拓扑优化问题,基于ICM(独立、连续、映射)方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种变频率约束限的结构拓扑优化方法。在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,为了控制拓扑设计变量的变化量,依据... 针对仅频率约束和重量最小的结构拓扑优化问题,基于ICM(独立、连续、映射)方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种变频率约束限的结构拓扑优化方法。在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,为了控制拓扑设计变量的变化量,依据结构频率和其约束限,形成和引进了新的频率约束限。另外,建立了单元删除阈值和几轮迭代循环的单元删除策略。为了确保优化迭代中结构非奇异和方法具有增添单元的功能,在结构孔洞和边界周围引入了一层人工材料单元。结合拉格朗日乘子法,形成了一种新的连续体结构的拓扑优化方法。给出的算例表明该方法没有目标函数的振荡现象,且验证了该方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 拓扑优化 频率约束 连续体结构 icm方法 渐进结构优化
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结构拓扑优化中过滤函数对优化效率的影响 被引量:1
19
作者 尚珍 隋允康 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第8期244-246,共3页
基于ICM方法,建立了以重量为目标,分别在应力、位移、应力和位移联合约束下的连续体结构拓扑优化模型,并采用约束集成化方法对其进行求解。同时,利用幂指数形式下重量过滤函数与刚度过滤函数之间的不变量,针对不同幂指数的重量过滤函数... 基于ICM方法,建立了以重量为目标,分别在应力、位移、应力和位移联合约束下的连续体结构拓扑优化模型,并采用约束集成化方法对其进行求解。同时,利用幂指数形式下重量过滤函数与刚度过滤函数之间的不变量,针对不同幂指数的重量过滤函数,求出刚度过滤函数。最后,通过数值算例分析研究了不同过滤函数对连续体结构拓扑优化效率的影响,结果表明,在连续体结构拓扑优化中,应用非线性过滤函数,优化结果收敛快,迭代次数少,稳定性好。 展开更多
关键词 icm(independent continuous and mapping)方法 过滤函数 幂函数 效率
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连续体结构拓扑优化的节点独立连续映射法 被引量:4
20
作者 龙凯 左正兴 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期212-217,共6页
提出基于节点拓扑变量的独立连续映射连续体结构拓扑优化方法,将常规ICM中基于单元拓扑变量描述改进为基于节点拓扑变量描述,通过单元形函数插值保证了拓扑变量场的连续性。引入拓扑变量和设计变量倒数关系,根据复合函数链式求导法则,... 提出基于节点拓扑变量的独立连续映射连续体结构拓扑优化方法,将常规ICM中基于单元拓扑变量描述改进为基于节点拓扑变量描述,通过单元形函数插值保证了拓扑变量场的连续性。引入拓扑变量和设计变量倒数关系,根据复合函数链式求导法则,推导了各类结构响应量的敏度分析公式。以位移约束问题为例,遵循ICM法建模方式建立了连续体结构拓扑优化模型。基于数字图像处理过滤技术,提出两种改进的过滤方式以消除数值不稳定性现象。最后通过二维拓扑优化数值算例证明方法和模型的可行性和有效性。 展开更多
关键词 节点独立连续变量 节点密度 拓扑优化 连续体结构 独立连续映射法 过滤法
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