二维桁架结构拓扑优化的特征线提取方法及算例分析 |
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引用本文: | 程自然,颜健,彭佑多,刘永祥,彭黎.二维桁架结构拓扑优化的特征线提取方法及算例分析[J].机械科学与技术(西安),2018(5). |
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作者姓名: | 程自然 颜健 彭佑多 刘永祥 彭黎 |
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作者单位: | 湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室 |
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摘 要: | 针对二维桁架结构拓扑优化结果面向工程制造的问题,提出了一种桁架拓扑优化结果的特征线(桁架杆件轴线)提取方法。基于渐进结构优化方法(ESO)对连续体结构进行拓扑优化,获得桁架结构的拓扑结构。根据桁架拓扑优化结果提取各拓扑区域的中心点坐标,基于桁架杆件的直线特征对拓扑区域进行区域划分,而后建立各拓扑区域的特征线数学模型。结合各特征线数学模型确定桁架杆件的节点,并引入节点合并的半径区域,建立了桁架各杆件连接节点位置的二次优化数学模型。最终,根据最优的节点位置得到了面向制造的桁架拓扑优化结果-特征线。采用3个经典算例,验证了该桁架拓扑优化结果特征线提取方法的有效性,为后续桁架结构的杆件截面优化提供了基础。
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