基于等几何拓扑优化的柔性机构设计

等几何分析能够将几何建模的基函数与结构数值分析的形函数统一，从而得到高精度的结构数值分析结果。面向柔性机构，提出了一种基于等几何拓扑优化的柔性机构设计方法：通过NURBS基函数和Shepard函数构造增强密度分布函数，该函数的高阶连续性可确保优化结构边界的光滑清晰；然后根据密度分布函数建立柔性机构的等几何拓扑优化模型；最后，将该方法应用于柔性机构设计。通过算例结果可知，等几何拓扑优化方法特有的计算原理可提高数值计算的精度和效率，能有效避免由网格依赖、棋盘格现象等产生的边界问题，确保了优化结构均具有较好的光滑性和连续性，验证了提出的方法能有效避免柔性机构的铰链现象。