用二级控制法对二维连续体进行形状优化

摘要

二级控制的意思是在自然设计变量和有限元网格节点之间加入设计单元,建立自然设计变量控制关键点坐标,关键点控制有限元网格节点,共两层控制关系.后一层控制关系借助有限元形函数描述设计单元,并引入相应的参数坐标,从而实现敏度分析、结构形状变化的控制和网格的变动控制.本文使用二级控制理论有效地解决了二维连续体结构形状优化的一些困难,将形状优化问题处理成序列二次规划问题求解.使用MSC/PCL语言在MSC/Patran&Nasntran平台上实现了优化模块的二次开发.本文设计思路的可行性和程序的有效性通过若干算例得到证实.