.png){kind=icon}
返回
A Generalized Shape Function Approach for Multimaterial Topology Optimization
.png){kind=icon}
PRE
AI
DOI：10.1002/nme.70401.png)
.png){kind=icon}
原文求助.png){kind=icon}
分享.png){kind=icon}
收藏
摘要
En 中文
本文提出了一种基于紧凑设计空间的广义形状函数（gSF）方法，用于多材料拓扑优化，以生成包含大量材料的优化配置。基于一维（线性）、二维（双线性）和三维（三线性）形状函数，构建了广义n维（n-线性）形状函数，用于映射多材料单纯形域。这些形状函数的自然坐标被用作设计变量以确定材料密度。这些密度在数学上被证明满足必要的重心性质，确保了物理上有效的材料插值空间。此外，我们证明了直接对自然坐标应用密度过滤在数学上等价于对密度本身进行过滤，并且定制的投影方案在投影状态中保留了这些重要的重心性质。通过多种二维和三维刚体结构（SS）和柔性机构（CM）设计问题，展示了gSF方法的通用性、有效性和成功性。对于SS，最小化应变能；而对于给定体积约束的CM，最小化多目标函数。采用伴随变量法进行敏感性分析，并使用移动渐近线法求解优化问题。分别给出了二维和三维SS和CM的优化结果，最多涉及24种和15种不同材料。目标函数历史图表明收敛过程平滑。该方法消除了候选材料数量的实际限制，为大规模工程应用提供了良好的可扩展性。
Keyword:
compliance minimization
compliant mechanisms
hypercube
material simplex
multimaterial
shape functions
structural optimization
期刊
IF:
2.9
论文数:
478
被引数:
2.2W
机构
引用论文
.png){kind=icon}
分享收藏分享收藏Buckling-constrained and stress-based multi-material topology optimization framework for thermoelastic and self-weight structures屈曲约束和应力准则的多材料拓扑优化框架，用于热弹性及自重结构
PREAI
分享收藏Shape and topology optimization based on the phase field method and sensitivity analysis基于相场法和灵敏度分析的形状和拓扑优化
OAAI
OAAI分享收藏
查看更多内容