基于ICM方法的多材料连续体结构拓扑优化

摘要

多材料结构是结构设计的一个重要方面,在航空航天、建筑、汽车等工程领域中取得了广泛的应用.将连续体结构拓扑优化的方法应用于多材料结构,满足多材料结构的轻量化、多功能化等性能要求具有重要的工程应用价值.本文基于独立、连续、映射(Independent Continuous Mapping,ICM)方法,在满足结构位移约束的条件下,以结构质量最轻为目标,建立了多材料连续体结构的拓扑优化模型,并对结构拓扑优化问题进行迭代求解.基于Matlab软件,编写了相应的多材料结构拓扑优化计算程序,对采用不同过滤函数的优化模型进行对比分析.数值算例结果表明,采用ICM方法进行多材料连续体结构的拓扑优化是有效的,可以获得清晰的结构拓扑图像.