基于约束方程的固体重量压力载荷下的拓扑优化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于约束方程的固体重量压力载荷下的拓扑优化设计方法，用于解决现有固体重量压力载荷下的拓扑优化设计方法优化结果性能差的技术问题。技术方案是在与载荷接触的边界上引入位移约束方程，将与载荷接触的边界上的点与载荷同方向的自由度约束设计为相等。这样即使在拓扑优化过程中边界上的材料发生变化，但是由于接触面所有节点与载荷同向的自由度被约束为相等，压力载荷的大小和方向也能保持不变，提高了优化模型的优化结果性能。应用本发明方法进行优化设计，优化后支撑结构的柔顺度为0.0648mJ；而应用文献2方法将载荷接触面定义为非设计域，优化后支撑结构的柔顺度为0.0967mJ；检测证明应用本发明方法所得到的优化结果性能更好。