高比表面积周期性多孔结构拓扑优化

摘要

为了实现具有较高比表面积的多孔结构拓扑优化,引入局部体积约束对设计域内的材料分布进行限制,基于改进固体各向同性惩罚模型的变密度法,构造多孔结构周期性约束条件,以结构刚度最大化为优化目标,建立周期性多孔结构拓扑优化数学模型,采用移动渐近线法求解,得到高比表面积二维周期性多孔结构.通过测量优化后多孔结构单胞的表面积,并与无局部体积约束优化所得多孔结构对比,本方法可通过牺牲较少的结构性能,有效提升周期性多孔结构的比表面积.