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拓撲優化能提高力學性能嗎?

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我們知道,現在拓撲優化是對模型的設計變量域減去部分材料實現的。如果只是對原來的模型進行拓撲優化,得到優化后的結果只是原模型去除部分材料后的優化模型。我認為,如果在此基礎上對原模型進行重構,只是減去原模型的材料的話,那么原模型的力學性能(如變形、應力、固有頻率)也一定會下降,就算減去的是相對不那么重要的部分。

就好比建造一座橋吧,不管怎么輕量化,如果只是在已有模型基礎上減材料,就跟偷工減料差不多,性能肯定會下降,但是就看能不能滿足要求。然而,我看相當部分論文,直接在原模型基礎上減去材料(挖孔、溝槽),基本減少材料同時,竟然性能還提升了,我覺得有點不可思議。

想問下,我上述猜測是否正確呢?如果有可能,請問怎么樣實現?

我的一個做法是,把原模型先填充了,再進行拓撲優化,把優化后的模型再與原來的對比。就這樣,還是有部分數據性能下降了。

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小月
絕大部分工程結構,拓撲優化后,性能都會下降,因為去除材料,性能下降符合物理規律 但也有些情況下,去除材料反而能提升某項性能,比如存在應力集中,幾何過渡劇烈的部位,采用去除材料的方式,形成光滑過渡,剛此曲域應力下降也是可能存在的
2020年6月28日
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