基于混合元胞自动机法的结构可靠性拓扑优化

摘要

针对混合元胞自动机法(Hybrid Cellular Automata, HCA)产生大量灰度单元等数值不稳定问题,引入距离因子,提出一种新的状态变量更新规则,并结合工程结构的不确定性,建立了结构可靠性拓扑优化模型。首先,通过可靠性分析修正随机变量,将可靠性约束转化为确定性约束,然后采用修正后的随机变量进行确定性结构拓扑优化。通过二维和三维算例,对比两种变量更新规则下的优化结果。算例结果表明,提出的状态变量更新规则能有效减少灰度单元数量,并降低了结构的应变能。