近日,我校6163银河.net163.am闫晓磊教授课题组的研究成果“Smooth topological design of structures with minimum length scale and chamfer/round controls”在计算力学领域国际期刊Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering (CMAME)发表。CMAME期刊由美国科学院、美国工程院、美国艺术与科学院三院院士、计算力学国际权威专家、等几何分析发明人Thomas J.R. Hughes担任主编,致力于发表流体力学、材料力学、固体与结构力学等计算力学领域的前沿成果。
论文“Smooth topological design of structures with minimum length scale and chamfer/round controls”由我校闫晓磊教授、研究生陈佳文、花海燕博士、华侨大学张勇教授和斯威本科技大学黄晓东教授共同合作完成,是该团队近期在结构拓扑优化领域国际合作交流的最新成果。
在结构设计阶段考虑制造约束,研究面向制造的结构设计方法,对促进设计-制造一体化具有重要意义。论文提出了一种可实现最小尺寸及倒/圆角控制的拓扑优化算法。基于课题组提出的浮动映射拓扑优化方法(Floating Projection Topology Optimization,FPTO),运用拓扑细化方法提取结构的拓扑骨架,实现了拓扑结构最小尺寸的精确控制;同时,根据结构拓扑边界单元的密度分布,提出了一种变半径边界滤波方法,自主识别倒角、圆角的位置,实现了结构倒角、圆角大小控制。研究结果表明,论文所提出的拓扑优化方法,在几乎不降低结构目标性能的同时,可以大大提高结构的可制造性,并降低应力集中。论文立意新颖,对促进拓扑优化基础理论发展,推动设计-制造一体化工程应用具有积极意义,得到了审稿专家的一致好评。图1-4为论文部分成果。