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摘要
双稳态机构由于其独特的特性，在可展开机构、微开关领域被广泛运用。对于双稳态机构，其抗干扰能力是至关重要的，最大和最小反作用力是决定机构抗干扰能力的关键参数。为提高双稳态机构的抗干扰能力，以最大和最小反作用力为优化目标，使用拓扑优化的方法将两端固支的梁结构设计成双稳态机构。通过数学软件MATLAB与仿真软件ABAQUS相结合进行拓扑优化。拓扑优化过程中由于非线性拓扑优化灵敏度分析难以提取，使用灵敏度的近似表达。为防止在有限元分析过程中出现不收敛的情况发生，在单元中添加超弹性的附加材料。使用有限元仿真提取优化目标力位移响应以及敏度近似表达式所需要的单元应变能。通过有限元分析和实验研究，证实了该拓扑优化设计方法的有效性。
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