破損-安全拓撲優化的局部破損模式參數影響分析

摘要：針對連續體結構,考慮破損-安全拓撲優化中如何處理結構局部破損的關鍵問題,以位移約束下結構體積極小化拓撲優化問題為例,基于獨立連續映射ICM方法,建立了優化模型,給出了求解方法。以單荷載及多荷載工況的數值算例為例,探討了結構局部破損模式的形狀和大小及結構局部破損狀況預估分布等對最優結構拓撲的影響。結果表明,(1)相比于不考慮破損-安全的結構拓撲優化,考慮破損-安全得到的最優拓撲具有更多冗余構件及傳力路徑;(2)不同形狀及大小的結構局部破損模式會得到不同的最優結構拓撲;(3)結構局部破損模式布置間距越小,得到的最優拓撲越趨復雜。故在進行考慮破損-安全拓撲優化設計時,宜依據工程問題,合理定義結構局部破損模式的形狀和大小及結構局部破損狀況的預估分布等,以準確模擬實際結構的局部破損,得到具有適度冗余的最優拓撲。