基于变密度法的连续体结构拓扑优化研究

《基于变密度法的连续体结构拓扑优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、西安电子科技大学硕士学位论文基于变密度法的连续体结构拓扑优化研究姓名：吴顶峰申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：段宝岩20100101于葡要连续体结构拓扑优化是结构优化中的前沿和热点问题之一。本文以连续体结构为研究对象，分别就连续体拓扑优化的材料插值方法、优化中的数值计算不稳定性现象的分类和解决策略、以及数值求解算法等方面进行了比较深入的研究。主要工作如下：1)针对变密度法中SIMP(SolidIsotropicMaterialwithPenalization)法在惩罚函数方面的不足，提出了一种改进的修正SIMP法惩罚函数

2、，并进行了算例验证，结果表明新的惩罚函数具有优化结果稳定、收敛快等优越性。2)基于变密度法的基本思想，提出了一种构建插值模型的新思路，给出了具体的插值模型数学形式，进行了相关的数例验证。3．)建立了基于修正SIMP法惩罚函数，以最小柔度为目标的优化模型，将连续体结构拓扑优化设计方法应用到天线背架结构的优化设计中，得出了较为合理的拓扑结构形式。关键词：拓扑优化变密度法惩罚函数AbstractThiswholepaperisfocusedontopologyoptimizationofcontinuumstructure，whichis

3、oneofthemostchallengingandhotresearchtopicins廿uctureoptimization．Thefollowingaspectsaredeeplyinvestigatedinthispaper：materialinterpolationschemeforcontinuumstructure，classificationandsolvingstrategiestonumericalinstabilitiesincalculation，optimizationalgorithms．Themainc

4、ontributionsareasfollows：1)AimedatthedisadvantageofSIMP(SolidIsotropicMaterialwithPenalization)onpenaltyfunction，anewimprovedSIMPpenaltyfunctionmethodisproposed．Numericalexamplesarecarriedout，whichshowthatthenewpenaltyfunctionhassuperiorityofstableoptimizationresultsan

5、dfastconvergence．2)Basedonthebasicideaofthevariabledensitymethod,anewmethodtobuildinterpolationmodelisproposed，aspecificmathematicalformoftheinterpolationmodelisgot，andrelevantexampleverificationisachieved．3)OptimalmodelbasedonthenewimprovedSIMPmethodisestablished，whos

6、eoptimizationobjectiveistheminimumcompliance，andthedesignmethodofcontinuumtopologyoptimizationisappliedintheoptimizationdesignofantennastmcture，areasonabletopologystructureisobtained．Keywords：topologyoptimizationvariabledensitymethodpenaltyfunction西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)

7、声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期塑』里：2：￡关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究

8、生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰