一种具有光滑边界的连续体结构密度演化拓扑优化方法

摘要

本发明公开的一种具有光滑边界的连续体结构密度演化拓扑优化方法，包括以下步骤：建立连续体结构的几何初始设计域；基于无惩罚函数的材料插值模型建立几何初始设计域的有限元模型；建立连续体结构拓扑优化问题数学模型；计算优化目标和约束条件对设计变量的灵敏度，并过滤；采用优化算法根据灵敏度更新设计变量，并对密度进行分级过滤，达到收敛和约束条件，得到优化结构的有限元模型；构建节点应变能水平集，对边界单元进行处理，得到基于节点密度或节点应变能水平集显示的光滑边界的结构拓扑优化模型；本发明提出无惩罚函数的材料插值模型和密度分级过滤方法，对结构边界单元进行处理，得到了带有光滑边界的优化结果，高效的解决拓扑优化问题。