考虑纤维角度变化的各向异性材料柔顺机构拓扑优化设计

摘要

为了提高各向异性材料柔顺机构的变形性能,提出一种考虑纤维角度变化的各向异性材料柔顺机构拓扑优化设计方法。采用改进的固体各向异性材料惩罚模型(Solid orthotropic material penalization,SOMP)引入变化的设计单元纤维角度,以柔顺机构的互应变能最大化为目标函数,以材料体积为约束,建立考虑纤维角度变化的各向异性材料柔顺机构拓扑优化数学模型,采用移动渐近算法求解各向异性材料柔顺机构拓扑优化问题。数值算例结果表明:提出的设计方法是有效的,与未考虑角度变化拓扑优化结果相比,考虑纤维角度变化的各向异性材料拓扑优化获得的柔顺机构构型有所不同,并且互应变能更大。