【摘 要】
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为了增强拓扑优化计算对任意复杂模型的适应性,改进基于线性四面体有限元的拓扑优化结果,引入了一种新型高精度的基于面光滑有限元模型(FS-FEM)来进行拓扑优化,通过每次迭代
【机 构】
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湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(11202074),湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研究课题(51375001),工业装备结构分析国家重点实验室开放基金资助项目(GZ1403)
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为了增强拓扑优化计算对任意复杂模型的适应性,改进基于线性四面体有限元的拓扑优化结果,引入了一种新型高精度的基于面光滑有限元模型(FS-FEM)来进行拓扑优化,通过每次迭代时提供很好的梯度解及位移解,从而达到改善拓扑优化结果的目的。在基于面光滑有限元模型的拓扑优化中,以柔度最小作为目标函数,建立了基于固体各向同性材料惩罚插值(SIMP)的拓扑优化数学模型,该数学模型通过最优准则进行求解。多个不同载荷的拓扑优化数值算例说明,采用基于面光滑有限元进行拓扑优化,结果都能够单调收敛,且采用该方法建立的拓扑优化模型能抑制棋盘格现象。与商业软件Opti Struct的计算比较表明,该方法相比有限元方法能得到更合理的拓扑结构。
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