基于渐进演化策略的增材制造自支撑结构拓扑优化算法

邹君; 姚卫星; 张悦超; 冯振宇

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基于渐进演化策略的增材制造自支撑结构拓扑优化算法

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拓扑优化和增材制造分别是先进的结构设计技术和制造技术,将拓扑优化与增材制造融合能产生显著的协同效益.增材制造存在一些独特的制造约束,研究考虑结构自支撑约束的拓扑优化算法,可以降低材料和时间成本.基于SIMP方法框架,建立显式约束函数模型表征结构的自支撑特性,并发展了相应的拓扑优化流程,通过结构渐进演化实现自支撑.研究了相应的灵敏度分析方法,可实现并行计算.提出一个指向性灵敏度过滤算子促进支撑结构演化.采用3个数值算例进行分析,验证了指向性灵敏度过滤的有效性,所有拓扑优化结果均实现了结构自支撑.与典型方法相比,优化结果的可制造性更好.

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来源
《计算力学学报》 |2021年第6期|704-711|共8页
作者
邹君; 姚卫星; 张悦超; 冯振宇;
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作者单位

中国民航大学适航学院天津300300;

南京航空航天大学航空学院南京210016;

中国民航大学适航学院天津300300;

中国民航大学适航学院天津300300;

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正文语种 chi
中图分类机械设计;最优化的数学理论;
关键词
拓扑优化; 增材制造; 结构自支撑约束; 灵敏度分析; 渐进演化;

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