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作者：刘辉;何彬;涂福泉;
单位：武汉科技大学机械学院;湖北理工学院机电工程学院;
摘要：通过拓扑优化设计得到的孔洞结构，往往不规则，甚至过于复杂、难于加工、多数需要进行二次设计，为了避免二次拓扑优化求解过程复杂、效率低、耗时长，甚至出现不收敛、棋盘格、灰色单元等情况，提出一种基于均匀化拓扑优化的轻质多孔结构等效方法。该方法首先需对研究结构进行初次拓扑优化，提取拓扑优化后的关键性能参数如应变能、最大应力、最大位移等。然后依据上述提取的参数作为后续寻求结构等效的条件。基于能量均匀化方法求解出与拓扑优化后等效的微结构。将等效微结构阵列得到的周期排列结构即为轻质多孔等效结构。最后对拓扑优化结构和轻质多孔等效结构进行有限元分析对比，验证此方法的可行性。结果表明：轻质多孔等效结构与初始拓扑结构相比，其综合性能基本不变，但因轻质多孔结构的规则性使得加工难度大大降低。
关键词：轻质多孔结构等效;;能量均匀化方法;;参数化水平集方法;;等效微结构;;拓扑优化
基金资助：水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金项目（2017KJX04）
