计算机辅助设计与图形学学报

作者：徐中明, 李丹彤, 张志飞, 范维春, 许恩永

关键词：拓扑优化, 变密度法, 单元过滤, 灰度单元, 渐进删除

在面向连续体拓扑优化问题的固体各向同性惩罚微结构模型中,由于密度或灵敏度过滤的存在,优化结果中会出现灰度单元,影响结构的清晰度.针对此问题,运用渐进结构优化法的思想提出了一种结合单元渐进删除的变密度法.在SIMP法的基础上加入单元渐进删除的过程,单元删除阈值由平均单元相对密度及缩减系数确定,引入包括2个可调控参数的Sigmoid函数表达缩减系数,从而逐渐删除优化过程中产生的灰度单元.在讨论参数取值变化对缩减系数影响的基础上,以MBB梁为例确定参数取值的范围.将结合单元渐进删除的变密度法应用于MBB梁和悬臂梁柔度优化的算例,实验结果表明,该方法可与灵敏度过滤、密度过滤以及Heaviside投影相结合,具有较好的通用性,并能够有效地抑制SIMP法的灰度单元,显著地提升了优化效率.

来源：2023年第3期

《计算机辅助设计与图形学学报》期刊编辑部

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