MeshFree桁架梁结构的拓扑优化分析

背景介绍

      近年来，拓扑优化发展迅速，求解技术不断发展并趋于成熟。拓扑分析可以大大提高结构设计师的方案构思效率，在很多行业和领域的应用越来越多。

      本文利用MeshFree对经典桁架梁结构进行拓扑优化分析，并与行业内著名的optistruct软件结果进行对比，两者结果几乎相同。

模型分析

      桁架设计空间及工况加载如下图所示：

模型材质：钢材，弹性模量=210000，泊松比=0.3，密度=7.8e-9。

边界条件：左侧半圆区域约束自由度，右端收到垂向载荷。

设计区域：整个平板；

约束条件：最少质量降低70%；

优化目标：结构刚度最大。

结果对比

结果讨论

1、通过上述对比可知，两者的材料分布方案几乎一样；

2、优化细节设置及后处理不能完全一致，所以导致细节存在差异，但是不影响结构方案设计。

3、MeshFree不仅在性能分析方面快速高效，其结构优化技术值得推广应用。