拓撲優(yōu)化方法在機械產(chǎn)品設計中的若干關鍵問題研究.pdf

1、拓撲優(yōu)化主要研究在給定設計空間、支撐條件、載荷條件等要求下材料的最優(yōu)分布問題。本文在分析總結相關研究成果的基礎上，以拓撲優(yōu)化在不同機械結構設計中的若干關鍵問題研究為主線，以拓撲優(yōu)化方法的基礎理論、常用方法、優(yōu)化算法、關鍵問題及應用為提綱進行研究。
　　論文首先對拓撲優(yōu)化中常用的材料插值方法進行總結研究，系統(tǒng)分析了均勻化理論和SIMP材料插值方法，推導了基于SIMP方法的拓撲優(yōu)化模型，得出了基于優(yōu)化準則法的迭代格式及分析流程。針對機

2、械設計中常見的剛度問題對現(xiàn)有拓撲優(yōu)化中若干關鍵問題進行探討：論文深入分析現(xiàn)有Lagrangian乘子的求解的不足，并提出一種改進Lagrangian乘子的求解法；從理論角度分析了靜力學中由多載荷步導致的“病態(tài)”載荷現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并采用分布載荷的方法有效的解決這種現(xiàn)象；分析了動力學中局部頻率現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及對優(yōu)化的影響，并采用ESO方法有效避免局部載荷現(xiàn)象。本文還針對現(xiàn)代結構設計中的熱力學以及滲流力學問題進行了深入的研究探討，并編制了相