基于SIMP的柔順機構(gòu)的多目標(biāo)拓撲優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、拓撲優(yōu)化設(shè)計是柔順機構(gòu)的研究熱點之一。本文以柔順機構(gòu)的多目標(biāo)拓撲優(yōu)化設(shè)計為研究目標(biāo)，開展了相關(guān)工作。
　　 首先，以SIMP作為拓撲優(yōu)化的材料插值方法，利用其中的懲罰項對拓撲優(yōu)化中容易出現(xiàn)的中間密度單元加以限制；針對優(yōu)化過程中出現(xiàn)的棋盤格等數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象，利用敏度過濾技術(shù)來解決。
　　 其次，構(gòu)造了以體積比為約束、以柔順機構(gòu)輸出位移最大化為優(yōu)化目標(biāo)的拓撲優(yōu)化模型，并利用有限元方法分別采用優(yōu)化準(zhǔn)則法和MMA算法兩種優(yōu)化求解

2、算法對反向器進行了優(yōu)化，結(jié)果表明兩種方法得到的最大輸出位移基本一致，證明了兩種算法的有效性。
　　 再次，建立了自由振動情況下，柔順機構(gòu)的特征值優(yōu)化模型。在對特征值優(yōu)化的過程中，本文采用了波爾森原理對局部模態(tài)進行抑制，從得到的拓撲圖可以看出，這種方法是行之有效的。
　　 最后，結(jié)合多目標(biāo)優(yōu)化原理，利用妥協(xié)規(guī)劃法建立了以柔順機構(gòu)輸出位移最大、一階固有頻率最大為目標(biāo)的多目標(biāo)拓撲優(yōu)化模型。通過典型算例，計算得到不同權(quán)值下各單目