Um objetivo da otimização popular é maximizar a rigidez global de uma estrutura, ou minimizar sua conformidade mediante determinada quantidade de remoção de massa.
A conformidade é uma medida da flexibilidade geral ou suavidade de uma estrutura, e é recíproca da rigidez. A conformidade global é igual à soma das energias elásticas ou de tensão do elemento. Minimizar a conformidade global, C, é equivalente a maximizar a rigidez global. O algoritmo de otimização, por meio de um processo iterativo, procura resolver densidades de elementos (que são variáveis do projeto de otimização) que minimizam a conformidade global da estrutura.
[ue] é o vetor de deslocamento do nó do elemento e, [Ke] é a rigidez do elemento e, e o vetor {ρ} contém as densidades relativas dos elementos ρe.
Durante a iteração da otimização, a restrição da massa de destino, o equilíbrio global de força-rigidez, e as restrições funcionais necessárias devem ser atendidos:
v
e é o elemento de volume, e M
é a massa de destino da otimização.
[K{
ρ}] é a matriz de rigidez global modulada pelo vetor de densidades relativas, {u} é o vetor de deslocamento, e {F} é o vetor de força externa.
A fórmula acima contém restrições de resposta do projeto, como limites de tensões, deslocamentos, autofrequências etc.