一种连续体结构拓扑与形状尺寸综合优化方法

摘要

本发明涉及一种连续体结构拓扑与形状尺寸综合优化方法。利用有限元思想对设计域进行网格划分并提取单元的节点信息；创建优化目标函数、添加约束和荷载，通过计算目标函数灵敏度并完成灵敏度过滤，来迭代更新设计域单元相对密度值；判断达到收敛条件时，输出具有灰度单元的拓扑构型；然后将灰度单元数值置为1，同时将结构内部细小孔洞填满，形成离散0‑1矩阵形式的初始拓扑构型；引入边界函数对初始拓扑构型进行形状尺寸优化，最终获得满足约束条件的最优设计结构。本发明解决了传统拓扑优化中灰度单元对结构可制造性的影响，同时引入边界函数对初始拓扑构型进行形状尺寸优化以消除嵌入结构内部的细小孔洞，减小了连续体结构在制造过程中的复杂度。