基于双向渐进结构优化方法的泵车支腿拓扑优化

以有限元软件ANSYS为平台进行二次开发,实现基于名义应变能密度的双向结构渐进优化法.将以最大应力为约束、以重量最小为目标的双向结构优化方法应用到泵车后支腿的轻量化设计中.得到较好的优化结果.结果表明,双向渐进结构优化法能够用于指导箱型结构轻量化设计.     

基于改进双向渐进结构优化法的桁架结构拓扑优化

为了将双向渐进结构优化法应用于桁架结构优化设计中,结合能量原理和满应力设计准则,推导了以结构最小应变能为目标函数的优化计算公式,提出了可以应用于桁架结构优化的桁架-双向渐进结构优化(T-BESO)法.T-BESO法以杆件截面面积为设计变量,以结构应变能为目标函数,以应力约束和满应力设计准则为约束条件.在T-BESO法中...     

利用双向渐进结构优化算法进行建筑设计

文章旨在揭示现代结构拓扑优化算法在建筑设计中的重要作用。结构拓扑优化能够确定设计体量中空腔所处的最佳位置和形态,从而有效地生成在结构上经济高效、在建筑上富有创新的概念设计。渐进结构优化法是过去30年来产生的各种拓扑优化算法中最常用的算法之一,使用简单且高效,能够应用于各类结构设计问题。该算法的最新的一个版本——双向渐进优化算法有很好的稳定性和准确性,近十年在全球范围内被广泛使用。文章通过一系列案例,阐述如何利用双向渐进优化算法生成形式美观且结构高效的形态。     

改进的双向渐进结构法的基本原理及应用

利用传统的渐进结构法(ESO)和双向渐进结构法(BESO)进行结构优化设计,可能会出现“网格依赖性”棋盘效应”以及解的不收敛等数值问题.论文阐述了一种改进的应用于刚度优化的双向渐进结构法,通过在计算单元灵敏度时引入“过滤策略”和“平均策略”可以很好地解决以上数值问题.阐述了其基本原理和具体步骤,并给出了一些算例来验证其...     

改进的双向渐进结构拓扑优化方法

对渐进结构优化方法进行了介绍,阐述了双向渐进结构拓扑优化步骤,针对拓扑优化中的常见问题提出了相应的改进措施,给出了拓扑优化的性能评价指标,并结合工程实例验证了改进后方法的有效性,以得到满意的拓扑结果。     

遗传渐进结构优化法

渐进结构优化法（ESO）是基于一个简单概念提出的一种方法,即可以通过在设计上逐渐消除无效材料而实现最优化结构（具有最大刚度和最轻重量）。一般而言,ESO的结果很可能是局部最优化,而不是整体最优化。将遗传算法（GA）与ESO相结合,形成一种新的算法,即遗传渐进结构优化法（GESO）,考虑了GA在整体优化计算方面的优势。     

基于渐进优化方法的对称刚架初始体型设计

在对称刚架的设计中,对一个预定好的计算模型,多数设计人员均可完成受力计算、细部设计等工作。但对于如何才能科学地选择出性价比较高的刚架初始设计体型,大多数设计人员研究均相对较少,目前的研究成果也非常少。提出了基于渐进结构优化(ESO)法的设计对称刚架初始体型的方法,原理简单,可操作性强、易于编程、且便于推广使用。     

基于ESO的脚手架结构拓扑优化

结合渐进结构优化理论对脚手架拓扑结构进行了研究,分析了脚手架作为一种特殊的空间桁架结构,针对其计算和设计的难点,提出了一种新的拓扑结构,为以后脚手架的设计提供了有价值的实践借鉴。     

渐进结构优化方法在结构动力优化中的应用

针对结构优化设计的重要性，介绍了一种求解带有频率约束的结构动力优化问题的渐进结构优化方法，并将优化结果与按照ESO方法所得结果做了对比，其结果基本一致。     

基于双向进化遗传算法的管道钢结构支架优化设计

为进一步优化管道钢结构支架,提高管道支架的稳定性,基于渐进结构优化算法、双向渐进结构优化算法以及遗传算法提出了双向进化遗传算法,实现管道钢结构支架优化设计。以待优化的管道钢结构支架初始结构为出发点,以支架单元的应变能灵敏度分析为基础,利用遗传算法完成算法的双向进化。通过有限元分析软件ANSYS内的参数化编程语言APDL完成算法编程并模块化算法程序,为得到合理、经济的管道钢结构支架优化设计准则,对其展开拓扑优化设计,按照支架的优化结果与加工工艺提出管道钢结构支架的改进策略,减少支架质量的同时分析验证优化后的支架结构。验证结果表明,优化设计后的管道钢结构支架,其应力、变形量以及模态等均符合使用需求。     

基于ANSYS的渐进结构拓扑优化方法比较

以大型有限元通用软件ANSYS作为平台进行二次开发,探索基于渐进结构优化方法的结构拓扑优化途径.通过直接删除单元和运用单元生死技术,发展了两种实现结构拓扑优化的途径,并与ANSYS自带的结构拓扑优化功能进行比较研究.结果表明,直接删除法和单元生死法均可用于工程实际,运用单元生死技术进行基于ESO的结构拓扑优化有更大的灵活性和实用性.     

基于拓扑优化理论的桥梁结构找型

拓扑优化能够在给定边界条件下,给出结构合理的材料分布.基于变密度法,针对连续结构在不同约束条件下给出了悬臂结构、拱式结构、上承式悬带桥结构的拓扑优化结果及结构模型设计.结果表明,优化后的拱桥设计方案具有简洁性、有效性、实用性.     

渐进结构优化方法中初始条件选取探讨

在渐进结构优化方法中,通过对模型采用不同的网格密度,以及不同的初始删除率和进化率,来探讨不同初始条件的选取对优化结果的影响。算例结果表明：相对稠密的网格划分更易于得到最佳的优化结果;过大的初始删除率和进化率会因为局部单元删除过快而使优化失败;网格密度和初始删除率、进化率要协调才能得到最优结果。     

钢节点板的渐进结构优化设计

渐进结构优化法被用于确定轴力作用下钢节点板的最优形状。采用一系列不同的节点板应用在不同类型的连接中,然后采用渐进结构优化法来寻找在这些连接中最佳形状的节点板。第一个例子假定节点板具有两个孔,可以用于带张力的双角钢连接,分析了某些参数如材料去除率、网格尺寸和带孔模型的最终形状。带3、4、5个孔的节点板同时也被设计为最佳形状。此外,设计模型包括两排多孔、错排多孔连接。最后,在单个螺栓连接中优化确定的形状与目前实际使用的非常相似,然而其重量更轻。那些为多重连接和焊接双角连接的形状目前还不可预测。这表明渐进结构优化法在确定节点板最佳形状方面还有研究的潜力。     

优化方法在大学生结构设计竞赛中的应用探索

针对大学生结构设计竞赛题目,基于拓扑优化软件Solid Thinking Inspire进行初步方案设计,结合有限元分析软件SAP2000进行建模,将常规结构方案与基于拓扑优化的结构方案进行对比分析,探讨采用结构优化技术提高结构设计竞赛技术水平的可行性,为结构类竞赛提供技术支持。     

基于连续体结构拓扑优化的树状结构拓扑创构

针对概念设计阶段树状结构拓扑创构问题,提出了连续体结构拓扑优化方法。应用连续体结构拓扑优化法,建立体积约束下结构总应变能极小化（即结构总体刚度极大化）的拓扑优化模型,依据单约束优化问题的鞍点条件建立了优化迭代格式。研究了体积比、屋面结构刚度、屋面结构几何形式、设计空间高度等对树状结构拓扑形态的影响,并给出了具体应用算例。结果表明：随着材料用量的增加,树状结构拓扑随之复杂;随着屋面刚度的增加,树状结构分枝趋向于减少;不同的屋面结构几何形式会导致不同的树状结构拓扑形态;满足一定高度后,树状结构分枝形态不会受高度影响,仅是增加主树杆高度。     

基于ANSYS平台的连续体渐进结构优化设计及其应用

基于ANSYS分析软件平台,在传统的渐进结构优化(ESO)思想的基础上,依据对结构位移灵敏度的分析,较严格地导出了结构的应力灵敏度;并根据荷载的最优传递路线概念提出了一种具有应力约束连续体结构拓扑优化的单元删除策略,从而使得在结构拓扑优化的迭代过程中,最大应力的变化尽可能小,且最优结构所对应的最大应力能控制在容许应力范围之内.若干工程算例的优化结果表明,该方法在结构优化目标质量最轻的前提下计算效率相对较高,且优化结果与工程实际要求较吻合,同时也从数值上验证了该方法的可行性和有效性.     

拓扑优化研究方法综述

根据两个基本原理把拓扑优化方法分为退化法和进化法两大类,分别介绍了各主要的拓扑优化设计方法,对这些方法进行了比较,并指出各方法适用的范围,介绍了当前拓扑优化的研究热点,并对结构拓扑优化的未来作了展望.     

基于振型加速度法的桁架结构拓扑优化设计

基于振型加速度法和全局收敛的移动渐近线法(GCMMA)求解结构动力响应及其灵敏度,建立了以结构材料用量最小为目标,指定自由度位移和杆件应力的均方差为约束的拓扑数学模型,最后以一桁架结构的优化算例验证了所提方法的有效性。     

基于水平集方法的连续体结构拓扑优化

提出了一种用水平集函数作为设计变量求解连续体结构拓扑优化的方法。优化方法以结构的整体柔度最小为目标函数,以实体材料所占的体积为约束条件,综合采用有限元方法和优化准则法对问题进行求解。该方法与密度惩罚法相比,克服了锯齿形边界,得到了光滑的结构边界;与传统水平集方法相比,不用求解复杂的Hamilton-Jacobi方程,提高了计算效率。在对Heaviside函数正则化处理中,考虑了形状导数和拓扑导数信息,加快了收敛速度。用该方法对梁的拓扑优化设计进行了试算,得到了满意的优化结果。