拓?fù)鋬?yōu)化在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.pdf

1、拓?fù)鋬?yōu)化主要研究在給定設(shè)計(jì)空間、支撐條件、載荷條件等要求下材料的最優(yōu)分布問題。相對于尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化而言,拓?fù)鋬?yōu)化在理論和計(jì)算上要更為復(fù)雜,也是當(dāng)前結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域最具有挑戰(zhàn)性和潛在經(jīng)濟(jì)效益的研究課題之一。在概念設(shè)計(jì)階段,拓?fù)鋬?yōu)化可以對產(chǎn)品所需性能全部予以考慮,在給定的設(shè)計(jì)空間下找到最佳的設(shè)計(jì)思路,并直接給出改進(jìn)方案,而不僅僅是校核,從而真正幫助工程師設(shè)計(jì)出創(chuàng)新可靠的產(chǎn)品。由于其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)性作用,拓?fù)鋬?yōu)化被應(yīng)用于航空航天、材料

2、、車輛、機(jī)械等諸多工程領(lǐng)域的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 論文在分析總結(jié)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,以拓?fù)鋬?yōu)化在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究為主線,以拓?fù)鋬?yōu)化方法的基礎(chǔ)理論、常用方法、優(yōu)化算法、關(guān)鍵問題及應(yīng)用研究為提綱進(jìn)行展開。論文首先對拓?fù)鋬?yōu)化中常用的材料插值方法進(jìn)行總結(jié)研究,系統(tǒng)研究了均勻化理論和SIMP材料插值方法,推導(dǎo)了基于SIMP方法的拓?fù)鋬?yōu)化模型,得出了基于優(yōu)化準(zhǔn)則法的迭代格式及分析流程。針對以多孔材料、棋盤格、網(wǎng)格依賴性和局部極值為代表