一种结构优化设计方法及结构优化设计系统

摘要

本发明提供一种结构优化设计方法，通过建立优化设计目标函数及约束条件、建立结构优化设计域、初始化优化模型、对模型进行结构有限元分析并根据分析的结果计算目标函数及约束方程的值、分析形状敏度并根据分析的结果运用适当的演化算法更新模型等一系列步骤，最终得到最优的结构模型。本发明还提供一种采用上述优化设计方法的软件系统。该软件系统在充分实现上述优化算法的同时，又提供了良好的用户界面以及数据接口。本发明所提出的优化设计方法及其系统可直接应用于计算机辅助设计、网格依赖性低且适应于各种通用对象。

主权项

1.一种结构优化设计方法，包括如下步骤：建立优化设计目标函数及约束条件：根据结构设计的要求建立优化目标函数及约束条件，所述优化目标函数为结构几何区域上的场函数，所述约束条件为在所述优化目标函数达到其最优值所必须满足的条件； 进行迭代优化：通过对结构设计进行结构有限元分析，计算目标函数及约束方程值，对结构几何边界进行形状敏度分析，以数学规划中的乘子更新罚函数拉格朗日乘子，进行边界演化使高维边界表达函数更新后的低维结构边界将随之更新并不断逼近最优结构；确定最佳设计：根据形状敏度获得结构模型的速度场，若，其中为预先设定的一个小的正数，则结构模型达到最优；若结构模型不能达到最优，则返回结构有限元分析步骤进行优化迭代直至确定出最佳设计。