第二章 拓扑优化技术实例

拓扑优化中常用的拓扑表达形式和材料插值模型方法有：

 

OptiStruct拓扑优化的材料模式采用密度法（SIMP方法），即将有限元模型设计空间的每个单元的“单元密度（Density）”作为设计变量。该“单元密度”同结构的材料参数有关（单元密度与材料弹性模量E之间具有某种函数关系），0～1之间连续取值，优化求解后单元密度为1（或靠近1）表示该单元位置处的材料很重要，需要保留；单元密度为0（或靠近0）表示该单元处的材料不重要，可以去除，从而达到材料的高效率利用，实现轻量化设计。如图2-1所示，两端简支的垂直放置平板在受力作用下，当给定右下方的ρ-E曲线关系时，优化后的黑色的单元（单元密度靠近1）的材料组成了传力路径在设计中要保留，而灰色的单元（单元密度靠近0）的材料则可以去除。 

 
图2-1  单元密度的0～1取值结果