位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
考虑密度梯度的敏度过滤方法
  • ISSN号:1003-9775
  • 期刊名称:计算机辅助设计与图形学学报
  • 时间:2014.4.15
  • 页码:669-674
  • 分类:O343.1[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206, [2]上海电机学院机械学院上海200245
  • 相关基金:国家自然科学基金(11202078);北京市自然科学基金(3143025);上海电机学院重点培育项目(10C102).
  • 相关项目:基于物质点变量的连续体结构拓扑优化方法
作者: 龙凯|傅晓锦|
中文摘要:

敏度过滤是变密度拓扑优化方法中消除数值不稳定性问题最普遍的方法之一,但易引起模糊边界的优化结果.为了抑制灰度单元,提出一种简易的考虑密度梯度的敏度过滤方法.在原有敏度过滤中增加密度梯度权函数项,使得当密度梯度大于设定阈值时权函数取值较小,修正了敏度过滤中的距离权函数值,可自动判别并弱化了优化边界的过滤平均效果;将该方法与固体各向同性惩罚微结构模型结合,根据不同拓扑优化问题类型,基于优化准则或移动近似算法优化求解.采用经典算例对文中方法的优化效果进行考察,结果表明,该方法的拓扑优化结果无棋盘格现象和网格依赖性,具有清晰的优化边界,优化效率高且易于实施.

英文摘要:

Sensitivity filtering methods have been one of the most popular approaches in the variable density method for topology optimization to eliminate numerical instabilities. However, they usually generate final designs with blurry boundaries. To suppress gray-scale elements, a sensitivity filtering technique considering density gradient is proposed as an efficient approach. The density gradient weighting function is supplemented in the original sensitivity filter expression. When the density gradient is greater than the given threshold, the value of the density gradient weighting function is made smaller to modify the distance weighting function in the original sensitivity. The averaging effect of the topological boundary is recognized automatically and weakened. The proposed method is implemented in the framework of solid isotropic microstructures with penalization model. According to different types of topology optimization problems, the model is solved by optimality criteria or method of moving asymptotes. The optimization effect of the proposed method is illustrated with classical examples. Numerical results show that the application of the method brings more desirable effects of checkerboard-free, mesh independence, crisp boundary, computational efficiency and conceptual simplicity.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《计算机辅助设计与图形学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国计算机学会
  • 主编:鲍虎军
  • 地址:北京2704信箱
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jcad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62562491
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-9775
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2925/TP
  • 邮发代号:82-456
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24752