基于工艺约束特征的三维结构拓扑优化技术
来源：计算机集成制造系统杂志2017年第3期北京时间：
作者：邱福生,张立,陈彦海,刘阳,李威
单位：沈阳航空航天大学航空航天工程学部
摘要：针对结构拓扑优化技术在工程应用过程中的工艺约束引入问题,在基本变密度法的基础上,面向制造工艺约束引入了可扩展的约束因子,并通过特征匹配技术将制造工艺约束和约束因子链接,进而对可变密度结构拓扑优化方法进行面向应用的改进。该方法首先通过特征建模技术将各类制造工艺约束形成可检索的制造特征,利用特征匹配技术寻找符合设计要求的制造特征,并根据优选的制造特征初始化约束因子和单元伪密度。然后通过约束因子对设计变量的控制作用,结合材料属性的合理近似模型,利用优化准则法和独立网格过滤技术,完成结构设计域的优化。给出了约束因子的扩展模型、带约束因子变密度法的改进数学模型以及带约束因子变密度优化设计的求解过程和应用流程图,并用MATLAB程序实现该算法。通过一个算例计算给出了求解运算和数据分析结果,验证了该方法求解的可行性与有效性。
关键词：结构优化,变密度法,工艺约束,优化准则法,约束因子
基金资助：航空科学基金资助项目(2013ZE54003);辽宁省自然科学基金资助项目(2014024010)。
