结构拓扑原理和常用方法精选PPT.ppt
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1、结构拓扑原理和常用方法第1页,此课件共17页哦什么是拓扑优化设计拓扑优化设计是在给定材料品质和设计域内,通过优化设计方法可得到满足约束条件又使目标函数最优的结构布局形式及构件尺寸。第2页,此课件共17页哦结构拓扑优化的应用和发展自1988 年Bendsoe 与Kikuchi 提出基于均匀化方法的结构拓扑优化设计基本理论以来,近十几年间结构拓扑设计研究得到深入和广泛的研究,已成为国际工程结构与产品创新设计领域的热点。目前,拓扑设计理论在柔性受力结构MEMS 器件及其它柔性微操作机构的设计中得到了广泛的研究。第3页,此课件共17页哦目前结构优化技术有四大领域1)尺寸优化(sizing optimi
2、zation);2)形状优化(shape optimization);3)拓扑与布局优化(topology optimization);4)结构类型优化。第4页,此课件共17页哦拓扑优化设计的流程第5页,此课件共17页哦目前主要的拓扑优化方法1)均质化方法(homogenization method);2)相对密度法(artificial materials);3)进化结构优化方法(evolutionary structural optimization)。第6页,此课件共17页哦均质化方法(homogenization method)均质化方法是连续体结构拓扑优化研究中应用较广的一种物理描述
3、方法。Bendsoe 与Kikuchi于1988 年提出基于均质化方法的结构拓扑优化设计基本理论。其基本思想是在拓扑结构的材料中引入右图 所示微结构。第7页,此课件共17页哦实体材料所占的面积可用表达式 s=(1-ab)d 来表示,单元的密度函数为 =(1-ab)s,式中:0 a 1,0 b 1;是设计区域;s 是实体区域,s 是材料的密度,其设计参数有a、b 和该微结构的方向角。第8页,此课件共17页哦主要应用领域目前均匀化方法研究范围主要涉及多工况平面问题、三维连续体问题、振动问题、热弹性问题、屈曲问题、三维壳体问题、薄壳结构问题和复合材料拓扑优化等方面的问题第9页,此课件共17页哦相对密
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