多构件结构布局与构件拓扑协同优化设计

项目名称： 多构件结构布局与构件拓扑协同优化设计

项目编号： No.10902019

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 张永存

作者单位： 大连理工大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 结构拓扑优化已经成为创新设计的重要工具，在先进工业装备结构的轻量化和多功能设计中具有重要的应用前景。目前结构拓扑优化主要针对单一构件，而实际工程结构中往往是由梁、板、壳等构件组成的复杂多构件结构，各构件的最优拓扑与构件布局（构件的布置和相互连接关系）有关，同时构件的拓扑形式又影响构件布局。因此，多构件结构布局与构件拓扑应同时考虑。本项目主要针对多构件结构，研究建立构件最优布局设计与最优拓扑设计协同的设计理论和方法。研究能够清楚表征构件几何构型和连接关系的布局描述方式，以使在优化过程中能够准确描述应力、局部稳定性等局部状态量以及全局状态量（如位移、频率等），其优化设计结果能够直接应用于工程；研究考虑以结构重量、刚度、强度、稳定性等性能为约束条件或目标的构件布局优化问题的数学提法和求解方法；研究结构拓扑与布局耦合的设计策略，建立构件布局与拓扑协同优化设计的理论和方法。

中文关键词： 布局优化；拓扑优化；轻量化设计；GSFP 方法；离散优化

英文摘要：

英文关键词： Layout optimization；topology optimization；lightweight design；GSFP method；discrete optimization