利用聚类分析的宏细观多尺度并行拓扑优化设计方法研究

摘要

多孔材料因为具有质量轻、比刚度和比强度大、隔振和隔热效果好等优点,越来越多的应用在航空航天和制造装备等领域。为充分发挥多孔材料的性能,本文提出同时考虑结构的宏观性能和细观微结构性能的多尺度并行拓扑优化设计方法,获得性能优良的多孔结构。论文采用聚类方法有效降低了计算成本,针对并行优化难收敛的问题提出改进模型,使迭代平稳收敛。最后以经典的悬臂梁、MBB梁和Michell结构为例进行优化设计,通过对宏细观多尺度并行优化结果的分析,验证了所提方法的有效性与正确性。