基于拓扑优化的铸钢节点优化设计方法

基于拓扑优化的铸钢节点优化设计方法

详情：铸钢节点是树状柱结构承载的关键所在。为充分保证铸钢节点传力路径合理、承载力高且能克服传统设计带来的壁厚较大问题,提出一种拓扑优化与尺寸优化相结合的节点设计方法。利用拓扑优化获得满足强度与刚度要求的节点最优构型,通过截面尺寸优化减小节点壁厚,实现节点在满足承载力要求下的轻量化设计。在此基础上,结合某实际工程,进行具体优化设计。结果表明:经优化设计的铸钢节点与原节点相比,在正常使用状态下,最大应力降低8.97%,应力分布更加均匀,材料用量减少15.96%,且承载力满足要求,优化效果较为显著。

基金：国家自然科学基金项目(51179164)；

关键词：铸钢节点; 树状柱; 拓扑优化; 结构优化设计;

几何模型

节点模拟

节点优化流程

结构横向布置

应力分布

应力与位移分布