渐进结构优化法(Evolutionary structural optimization,ESO)因其朴素高效、易于实现的算法思想,自创立之初便受到广大学者关注,算法理论不断成熟,应用领域日益广泛。结构频率优化是ESO算法研究的重要领域,其目的是获得频率最高或最低的拓扑结构。传统ESO算法依靠频率灵敏度值单一指标来决定结构拓扑优化进程中单元的删除,在用于Tie-beam的结构频率优化等算例时,会出现单元被误删而导致的结构失效。为此,本文在传统ESO算法的基础上引入虚拟材料,通过改变待删单元的弹性模量来试算其虚拟单元频率值,以量化方法判断结构是否产生能量传递路径被破坏现象,从而将基于虚拟材料的ESO试探算法应用于结构频率优化。Tie-beam等算例表明,本文的试探算法在避免传统算法失效的同时可以获得具有最优频率的拓扑结构。本文将各项迭代控制参数对试探算法与传统算法的影响分别做了分析对比,结果表明,试探算法相比传统算法受到迭代控制参数的影响更小,因而具有迭代进程更准确、收敛性更好等优点。本文将试探算法应用于某型号驱动盘生产设计工程实例,实现了对驱动盘减重孔的频率优化设计。该工程实例表明本文研究的基于虚拟材料的ESO结构频率优化算法具有一定的工程实用价值。