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题名可移动变形组件法中组件数对拓扑结构优化的影响
被引量：3
- 1
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作者
李鹏
杜艺博
彭嘉潮
刘根柱
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机构
华东交通大学机电与车辆工程学院
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出处
《制造技术与机床》
北大核心
2020年第8期84-88,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51365012)。
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文摘
可移动变形组件法因具有设计变量少、可显式表达结构几何参数等优点,现已广泛被应用于工程结构的拓扑优化设计中。针对可移动变形组件法中组件数目对拓扑结构优化的影响,基于可移动变形组件框架,利用有限元分析和灵敏度分析求解设计域的结构场,以移动渐近线法更新设计变量,以体积为约束函数,以结构柔度最小为目标函数,研究了不同组件数目对特定受力条件下短板算例的拓扑结构优化的影响。结果表明随着组件数目从6个增加至20个时,目标函数值相应减小,拓扑结构轮廓更为光滑、细节更加突出;然而其拓扑优化结构的复杂程度相应增加、优化耗时增加。研究结果为实际拓扑优化中合理选择组件数目提供了有益的借鉴。
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关键词
可移动变形组件法
有限元分析
灵敏度分析
拓扑优化
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Keywords
moving morphable component method
finite element analysis
sensitivity analysis
topology optimization
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名改进的可移动变形组件拓扑优化方法
- 2
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作者
李鹏
程文涛
杜艺博
丁瀛
占金青
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机构
华东交通大学机电与车辆工程学院
载运工具与装备教育部重点实验室
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出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期879-885,共7页
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基金
国家自然科学基金(52165016)资助项目。
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文摘
针对经典可移动变形组件法的优化结果易受组件初始化影响的不足,设计了基于双循环机制的改进的MMC算法,内循环基于可移动变形组件法,实现快速寻优;外循环基于组件贡献率设计俄罗斯轮盘赌算法,然后选择、删除和替换部分组件,最终将重新构造的结构引入内循环再次寻优。MBB梁和短悬臂梁的优化算例表明,相比于经典MMC算法,改进的MMC方法虽然运算成本明显增加,却较好地克服了组件初始化对寻优结果的影响,并获得了更佳的优化效果。
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关键词
拓扑优化
可移动变形组件法
有限元分析
灵敏度分析
俄罗斯轮盘赌
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Keywords
topology optimization
moving morphable components
finite element analysis
sensitivity analysis
Russian roulette algorithm
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分类号
TP391.7
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
O242.21
[理学—计算数学]
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题名基于SIMP-MMC结构尺寸精确控制拓扑优化方法
被引量：6
- 3
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作者
张军峰
廖靖宇
刘恩海
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机构
中国科学院空间光电精密测量技术重点实验室
中国科学院光电技术研究所
中国科学院大学
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期102-110,共9页
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基金
国家某航天观测载荷研制项目(A18K017)资助~~。
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文摘
随着结构拓扑优化方法的发展,为提高其优化结果的工程可制造性,部分学者提出了整合现有拓扑优化方法的策略。具体地,探讨了基于变密度法与可移动变形组件法相融合的拓扑优化方法。该方法首先利用变密度法中的幂函数特性,以快速获得结构主传力路径;其次针对变密度法中的灰度单元,提出采用Otsu阈值处理算法以最大化反映二值拓扑结构信息;在此基础上,利用形态学思想构建了以结构骨架拐点为分界的组件,并过渡到可移动变形组件法完成优化,最终获得精确结构尺寸。分别通过对二维与三维数值算例的最小柔度拓扑优化问题计算,得到结构边界光滑且精确尺寸的优化结果,验证了该方法的有效性。
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关键词
Otsu阈值处理方法
形态学思想
变密度法
可移动变形组件法
最小柔度
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Keywords
Otsu threshold algorithm
Morphological idea
SIMP(Solid Isotropic Material Penalty)
MMC(Moving Morphable Components)
Minimum compliance
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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题名数据驱动下的声学器件音质优化
被引量：1
- 4
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作者
许磊
张维声
朱宝
郭旭
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机构
大连理工大学工程力学系
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出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第3期253-260,共8页
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基金
国家自然科学基金(12272075)。
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文摘
音质是声学器件声音表现的重要衡量标准.但音质的优化过程需要对大量频点的响应进行协同优化,造成优化问题的可求解性较差.该文提出了一种数据驱动下的声学通道拓扑优化设计方法,可实现声-结构系统中的声频响快速预测,进而借助显式拓扑优化技术实现声学器件的音质优化.通过人工神经网络对结构几何参数、激励频率与声频响之间的非线性关系进行建模,以可移动变形组件(moving morphable components,MMC)法中的结构几何参数、激励频率为输入变量,以声压频响作为输出变量,通过训练多层前馈网络建立了声频响的人工神经网络模型.所得结果可以有效地将目标频带内的声压级范围差从44.89 dB缩小至6.49 dB,相较于传统优化方法,求解速度约为之前的16.3倍,表明了当前方法对音质优化问题的快速求解具有明显效果.
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关键词
拓扑优化
声-结构系统
人工神经网络
可移动变形组件法
音质
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Keywords
topology optimization
acoustic-structural system
artificial neural network
moving morphable components method
sound quality
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分类号
O232
[理学—运筹学与控制论]
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