基于拓扑描述函数的特定性能材料设计方法

作者：曹先凡; 刘书田

来源：固体力学学报, 2006, (03): 217-222.

DOI：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2006.03.001

• 拓扑优化
• 拓扑描述函数
• 材料设计 topology optimization
• topology description function
• material design

研究了拓扑描述函数在材料设计中的应用,给出了一种基于拓扑描述函数的特定性能材料设计问题的提法和求解方法.将拓扑描述函数表示成含参数的基函数之和,将材料微结构拓扑优化问题转化为设计基函数描述参数的尺寸优化问题,使问题求解更方便.基于拓扑描述函数的方法可以准确确定设计域上任意点的材料分布,避免了变密度法常出现的棋盘效应、设计变量和有限元单元相关的缺点;与传统的水平集方法相比,其优化模型可以利用现有的优化方法求解,避免了差分法求偏微分方程.具有正泊松比和负泊松比的特定弹性性能材料的设计算例,说明了基于拓扑描述函数的材料设计方法的有效性.

• 单位
  工业装备结构分析国家重点实验室; 大连理工大学