一种面向增材制造的结构拓扑优化设计方法及相关装置

本申请公开了一种面向增材制造的结构拓扑优化设计方法及相关装置，可用于结构设计领域，该方法中，基于结构设计域的形状以及包括结构设计域的参数化密度场函数，确定结构密度场，构造结构边界处的悬空角度约束函数；基于结构设计域的边界上指向结构设计域内部的法向量构造边界梯度约束函数；将结构设计域离散为多个有限元单元，构建材料刚度矩阵以计算整体刚度矩阵；根据基于整体刚度矩阵的有限元平衡约束、体积约束、悬空角度约束函数以及边界梯度约束函数构建拓扑优化数学模型，求解得到结构拓扑优化结果。由此，通过多约束协同优化，解决悬空约束与材料各向异性对成型方向的冲突问题，得到兼顾可制造性与结构性能的结构拓扑优化结果。