基于连续体拓扑优化的网格结构鲁棒设计

摘要

为了对网格结构进行鲁棒性定量分析,以单元密度为设计变量,采用SIMP模型描述材料的刚度;以系统传递函数的H2范数作为结构鲁棒性的定量评价指标,并作为优化目标;将结构鲁棒性设计转化成连续体拓扑优化,引入保留精英种群的思想,采用修正后的大爆炸算法求得全局最优解.以双曲扁壳模型为例,通过拓扑优化得到不同荷载条件下四点支承双曲扁网壳结构的鲁棒构型,并进行对比分析.结果表明,大爆炸算法可以有效地应用于连续体拓扑优化的鲁棒性设计中,结构的鲁棒构型与荷载和约束密切相关.