基于拓撲優(yōu)化的結構形態(tài)創(chuàng)構研究.pdf

1、結構形態(tài)創(chuàng)構是一個以力學和數(shù)學原理為基礎，以現(xiàn)代計算技術為依托，在人工干預下使用計算工具尋找受力合理、形態(tài)美觀的建筑結構形式的過程。拓撲優(yōu)化設計是結構優(yōu)化設計領域里最為困難、最具挑戰(zhàn)性的部分，因而也是最具生命力的部分。用拓撲優(yōu)化的方法來進行結構形態(tài)創(chuàng)構，亦即結構拓撲形態(tài)創(chuàng)構，可以將古老的方法應用于新興的科學研究，豐富現(xiàn)代科學技術研究的成果。
　　聯(lián)合計算方法是指綜合運用多種計算機軟件來計算結構優(yōu)化問題的一種方法。在本文中，聯(lián)合計算

2、方法是指通過開發(fā)軟件之間共享模型或傳輸數(shù)據(jù)時所必須使用的某些技巧、進行的某種設置或遵守的某類約定等接口技術，將計算、分析和控制功能強大的SC軟件MATLAB和有限元分析功能強大的CAE軟件ANSYS聯(lián)合起來，充分發(fā)揮不同軟件各自的優(yōu)勢，進而加速問題求解過程的一種方法。
　　在此基礎上，本文利用聯(lián)合計算方法進行結構形態(tài)創(chuàng)構，主要進行了以下幾個方面的工作：
　　首先，實現(xiàn)結構形態(tài)創(chuàng)構算法。這種算法的開發(fā)方法多種多樣，本文重點參考

3、了結構優(yōu)化設計，特別是連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化設計方面的研究成果，結合嚴密的計算力學理論與方法，在較為成熟的數(shù)學理論上進行適當深入開發(fā)而得到。
　　其次，開發(fā)聯(lián)合計算方法。本文選擇了MATLAB和ANSYS兩款軟件作為實現(xiàn)手段，融匯了力學、數(shù)學和現(xiàn)代計算技術等領域的相關研究成果，開發(fā)出相應數(shù)據(jù)接口使得兩款軟件在求解問題的過程中能夠良好地無縫協(xié)同工作。
　　再次，計算典型工程算例。為了驗證上述算法與方法的可行性，本文計算了若干與實際