拓扑优化能提高力学性能吗?

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我们知道,现在拓扑优化是对模型的设计变量域减去部分材料实现的。如果只是对原来的模型进行拓扑优化,得到优化后的结果只是原模型去除部分材料后的优化模型。我认为,如果在此基础上对原模型进行重构,只是减去原模型的材料的话,那么原模型的力学性能(如变形、应力、固有频率)也一定会下降,就算减去的是相对不那么重要的部分。

就好比建造一座桥吧,不管怎么轻量化,如果只是在已有模型基础上减材料,就跟偷工减料差不多,性能肯定会下降,但是就看能不能满足要求。然而,我看相当部分论文,直接在原模型基础上减去材料(挖孔、沟槽),基本减少材料同时,竟然性能还提升了,我觉得有点不可思议。

想问下,我上述猜测是否正确呢?如果有可能,请问怎么样实现?

我的一个做法是,把原模型先填充了,再进行拓扑优化,把优化后的模型再与原来的对比。就这样,还是有部分数据性能下降了。

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小月
绝大部分工程结构,拓扑优化后,性能都会下降,因为去除材料,性能下降符合物理规律 但也有些情况下,去除材料反而能提升某项性能,比如存在应力集中,几何过渡剧烈的部位,采用去除材料的方式,形成光滑过渡,刚此曲域应力下降也是可能存在的
2020年6月28日
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