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论文类型：期刊论文

发表时间：2015-04-13

发表刊物：中国机械工程

收录刊物：Scopus、PKU、ISTIC、CSCD

卷号：26

期号：7

页面范围：864-870

ISSN号：1004-132X

关键字：拓扑优化;光滑伽辽金;面光滑有限元;四面体单元

摘要：为了增强拓扑优化计算对任意复杂模型的适应性，改进基于线性四面体有限元的拓扑优化结果，引入了一种新型高精度的基于面光滑有限元模型(FS-FEM)来进行拓扑优化，通过每次迭代时提供很好的梯度解及位移解，从而达到改善拓扑优化结果的目的。在基于面光滑有限元模型的拓扑优化中，以柔度最小作为目标函数，建立了基于固体各向同性材料惩罚插值(SIMP)的拓扑优化数学模型，该数学模型通过最优准则进行求解。多个不同载荷的拓扑优化数值算例说明，采用基于面光滑有限元进行拓扑优化，结果都能够单调收敛，且采用该方法建立的拓扑优化模型能抑制棋盘格现象。与商业软件OptiStruct的计算比较表明，该方法相比有限元方法能得到更合理的拓扑结构。