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Homogenization-driven microstructure compatibility for multiscale topology optimization
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DOI：10.1016/j.cma.2026.118984.png)
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摘要
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当微观结构被周期性或梯度排列以形成多尺度结构时，确保其物理兼容性是一个基本但具有挑战性的设计要求。以往研究主要关注分析具有有限物理场普适性的特定构型，或强制几何兼容性。本文提出了一种新的物理兼容性概念，即“均质化驱动的微观结构兼容性”，该概念严格量化了具有预定属性张量的两种微观结构之间的界面一致性。我们框架的核心是均质化理论。我们利用它来编码两种响应之间的差异：一种是微观结构直接组装的物理响应，被视为不同的几何构造；另一种是其均质化等效体的响应，被视为有效连续介质材料。理论上，这种兼容性适用于各种物理场，只要相应的均质化可用。在本工作中，我们成功地将这种兼容性应用于机械和热多尺度拓扑优化，在微观结构组合后实现了多尺度设计与全尺度结构之间性能差异的显著降低。我们的兼容性比以往的物理兼容性更通用，并且比几何兼容性方法提供了更大的设计空间。
Keyword:
homogenization-driven compatibility
multiscale topology optimization
microstructure design
physical compatibility
homogenization theory
期刊
IF:
7.3
论文数:
1.3W
被引数:
5.6W
机构
引用论文
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Concurrent topology optimization of multiscale structure under uncertain dynamic loads不确定动态载荷下多尺度结构的并发拓扑优化
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