机械工程学报

作者：高强, 王健, 张严, 郑旭阳, 吕昊, 殷国栋

单位：1. 东南大学机械工程学院 南京 211189;2. 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室 武汉 430081;3. 重庆长安望江集团有限公司 重庆 401120;4. 亚普汽车部件股份有限公司 扬州 225009

关键词：拓扑优化,运载工程,结构设计,力学性能；

基金：国家青年自然科学基金(52102421); 汽车安全与节能国家重点实验室开放基金课题(KFZ2202); 中央高校基本科研业务费专项资金(3202002201C3)资助项目

拓扑优化作为一种先进的结构优化方法,其本质是在给定载荷和边界条件下通过寻求设计域内材料的最优分布形式而获得性能最优的结构拓扑形式。近年来,随着优化算法和计算机科学的不断发展,结构拓扑优化在航空航天、汽车、船舶等运载工程有广泛的应用前景。基于理论研究层面,探讨离散体和连续体结构拓扑优化方法及其特点。针对拓扑优化在航空航天、汽车、船舶等运载工程的具体应用,指出结构拓扑优化存在的缺点及其推广所面临的挑战。同时,探讨国内外拓扑优化工业软件开发应用的研究现状和发展趋势。目前,拓扑优化面临的主要问题是在处理大规模运载工程结构优化的迭代中,需要进行多次有限元分析,增加计算空间和时间的复杂度。针对此情况介绍以等几何分析及机器学习为代表的新学科方向,以改善拓扑优化设计的不足,从而缩短运载装备的设计周期,并对未来的研究趋势进行初步探讨。

来源：2024年第4期

《机械工程学报》期刊编辑部

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