ABAQUS-MATLAB平台中的双向渐进结构拓扑优化集成实现

"双向渐进结构拓扑优化在ABAQUS-MATLAB平台中的集成实现" 这篇硕士学位论文是由王朝辉撰写，属于机械工程学科，由夏奇教授指导，完成于2019年5月18日。论文的主题是关于在ABAQUS-MATLAB平台上实现双向渐进结构拓扑优化的集成方法。拓扑优化是一种重要的计算技术，旨在在给定的设计区域内找到最佳的材料分布，以达到在满足设计约束条件下最大化或最小化目标函数的目标。 双向渐进结构优化（Bi-directional Evolutionary Structural Optimization, BESO）是一种高效的优化方法，它通过同时考虑结构的局部和全局变化来逐步改进设计。在MATLAB环境中，BESO通常用于二维结构的优化，重点在于探索新的优化算法和教学应用。然而，这篇论文可能涉及的是如何将这种优化技术扩展到更复杂的三维结构，并与ABAQUS这一强大的有限元分析软件相结合。 ABAQUS是一款广泛使用的商业软件，能够处理复杂的结构力学问题，包括静态和动态分析、非线性问题以及热流分析。通过与MATLAB集成，用户可以利用MATLAB的数值计算能力和自定义脚本功能来定制优化流程，同时利用ABAQUS的高级模拟能力来精确评估结构性能。 论文可能详细探讨了以下知识点： 1. **双向渐进结构优化（BESO）原理**：解释BESO的基本概念，包括其优化策略和迭代过程，以及如何同时处理局部和全局优化。 2. **ABAQUS接口开发**：描述如何在MATLAB中建立与ABAQUS的接口，以便在优化过程中调用ABAQUS进行结构分析。 3. **MATLAB编程在优化中的应用**：讨论如何使用MATLAB编写控制优化过程的脚本，包括目标函数、设计变量、约束条件的设置和优化算法的实现。 4. **优化问题的数学建模**：阐述如何将结构设计问题转化为数学模型，包括目标函数和约束条件的数学表达。 5. **案例研究**：可能包含一些实际案例，展示如何在ABAQUS-MATLAB平台上应用BESO解决具体的结构优化问题。 6. **结果分析与验证**：对优化结果进行分析，可能包括比较优化前后的性能改善，以及与传统方法的对比。 7. **代码实现与可扩展性**：可能涉及到代码的组织结构和复用性，以及如何适应不同类型的结构优化问题。 这篇论文的贡献在于提供了一种将先进的优化技术与强大的工程模拟工具相结合的方法，对于提升结构设计效率和质量具有实际意义，特别是对于处理复杂三维结构的工程问题。同时，它也为研究人员和工程师提供了一个在MATLAB环境下进行拓扑优化的新范例。