循环对称结构的多尺度拓扑优化方法

来源：计算力学学报杂志2021年第4期北京时间：

作者：张卫红,徐仕杰,朱继宏

单位：西北工业大学 航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心, 陕西省空天结构技术重点实验室, 西安 710072,西北工业大学 航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心, 陕西省空天结构技术重点实验室, 西安 710072,西北工业大学 航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心, 陕西省空天结构技术重点实验室, 西安 710072

摘要：研究了循环对称结构多尺度拓扑优化问题，阐明了均匀化等效性能的基本性质，提出了循环对称单胞的特征参数概念，建立了均匀化映射计算方法，构造了等效性能的三元参数插值模型，有效简化了不同特征参数、微结构构型与体分比下的单胞均匀化等效过程。通过微结构的特征驱动建模与B样条参数化，克服了微结构拓扑优化变量多和变量离散难以保证其光滑连接的问题。给出了典型数值算例，比较了等比例排列单胞与等间距排列单胞对结构优化结果的影响，验证了多尺度优化方法的有效性。

关键词：拓扑优化,循环对称结构,均匀化方法,微结构参数化,B样条,

基金资助：国家自然科学基金（12032018）；重点研发计划（2017YFB1102800）；高等学校学科创新引智计划（21013）资助项目.