考虑质量约束的多相材料结构拓扑优化新方法

来源：计算力学学报杂志2023年第3期北京时间：

作者：武星,封硕,齐峻,韩启东,何芝

单位：长安大学 工程机械学院, 西安 710000,长安大学 工程机械学院, 西安 710000,长安大学 工程机械学院, 西安 710000,长安大学 汽车学院, 西安 710000,长安大学 工程机械学院, 西安 710000

摘要：提出了一种将双向渐进法（BESO）与快速非支配排序遗传算法（NSGA-II）相结合的拓扑优化方法，称为BESO-NSGA-II方法。与传统双向渐进法的体积约束不同，本文算法以质量作为约束条件，并采用多相材料插值方案实现了多相材料的优化分布。通过大量的算例，证明了算法的稳定性和有效性。与传统双向渐进法相比，新算法在相同约束条件下能有效地提高结构刚度。同时，为了获得干净的拓扑，该算法提出了在交叉变异过程中使用的双惩罚算子来实现干净的拓扑结构。结果表明，该算法能较好地实现结构的轻量化设计。

关键词：拓扑优化,质量约束,双向渐进法(BESO),快速非支配遗传算法(NSGA-II),多相材料插值方案,