双向渐进结构拓扑优化在ABAQUS--MATLAB平台中的集成实现.pdf

本文研究了双向渐进结构拓扑优化方法在ABAQUS-MATLAB平台中的集成实现。拓扑优化是一种在给定设计域内寻找最优的材料布局的计算方法，从而在满足设计约束的情况下最大或最小化目标函数。目前，MATLAB平台进行的结构拓扑优化研究主要是二维结构，其研究目的倾向于新优化算法的开发及教育用途。 本文重点研究了ABAQUS-MATLAB平台集成实现双向渐进结构拓扑优化方法的关键技术问题。根据ABAQUS的有限元分析过程及BESO方法的原理，确定了方法的总体设计方案，将双向渐进结构拓扑优化方法在ABAQUS-MATLAB平台的集成实现分为ABAQUS中的有限元分析、MATLAB中的优化求解、ABAQUS和MATLAB中的数据交换三个部分。 在MATLAB中对ABAQUS建立的模型进行拓扑优化时应用了BESO方法，并将优化后的结果返回到ABAQUS中。同时，本文还介绍了ABAQUS中的算例模型的建立，以及ABAQUS结果向MATLAB的传输使用的A2M工具，对BESO方法在MATLAB中的程序以及实现循环的各种MATLAB程序功能进行了解释说明。 本文中展示了使用本文中代码进行拓扑优化的二维及三维模型的应用算例，也进行了相同模型条件下与在ABAQUS中使用Python的BESO法的效率对比。证明了本方法在应用性及效率上都有一定优越性。 本文的研究成果可以为结构拓扑优化领域的研究和应用提供参考和借鉴，具有较高的理论价值和实践意义。 知识点： 1. 拓扑优化：一种在给定设计域内寻找最优的材料布局的计算方法，从而在满足设计约束的情况下最大或最小化目标函数。 2. 双线渐进结构拓扑优化方法（BESO）：允许对材料进行删除和添加的拓扑优化方法，具有很好的网格独立性、高效率性和稳定性。 3. ABAQUS-MATLAB平台：一种集成了有限元分析和优化求解的平台，可以实现结构拓扑优化的集成实现。 4. A2M工具：一种将ABAQUS结果传输到MATLAB的工具，可以实现数据交换。 5.有限元分析：一种数值分析方法，用于解决工程问题。 6. 结构拓扑优化的应用：可以应用于航空航天、机电工程、材料科学等领域。 这些知识点可以为结构拓扑优化领域的研究和应用提供参考和借鉴，具有较高的理论价值和实践意义。