基于拓扑描述函数的连续体结构拓扑优化方法

提出了一种利用拓扑描述函数(TDF)作为拓扑设计变量求解连续体结构拓扑优化问题的新方法.优化问题的目标函数是结构的整体柔顺性,约束条件为对于可利用材料的体积限制.这种方法不仅可以消除拓扑优化中经常出现的棋盘格式等数值不稳定现象,而且能够有效地抑制传统算法处理此类优化问题时所引发的边界扩散效应.与其它的基于水平集描述函数的拓扑优化方法相比,所提出的算法不仅无需求解控制水平集函数演化的双曲守恒方程,而且合理地考虑了目标函数的拓扑导数信息,因而使得算法的计算效率有了显著的提高.