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Stress-based Bi-directional Evolutionary Structural Optimization Method with Incremental Nonlinear Structural Analysis
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AI
DOI：10.3311/ppci.42956.png)
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摘要
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为扩展优化方法在土木工程中的应用，特别是针对包含水泥基材料（如混凝土）的结构构件，本研究提出了一种基于应力的双向进化结构优化（BESO）框架，并集成了增量非线性结构分析。核心目标是通过利用p-范数函数（p=4-6）近似应力集中和通过伴随法推导的敏感性数来最小化结构中的峰值应力。该方法针对具有高度非线性材料行为的结构优化进行了验证。通过在优化过程中调整p值（4-6），借助单元敏感性分析实现了与预定目标一致的设计方案。敏感性数通过过滤由增量非线性应力分析结果得出的初始值计算得出。随后的敏感性过滤和迭代设计变量更新确保收敛至与优化目标匹配的稳定解。该方法采用von Mises应力进行非线性材料建模，并通过双重过滤策略解决网格依赖性等数值挑战，这一方法已通过包括不规则梁和悬臂结构在内的二维/三维算例验证。该框架为具有强非线性材料的土木结构拓扑优化提供了一种稳健工具，在体积约束下平衡了精度与计算效率。
Keyword:
topology optimization
BESO
peak stress
material nonlinearity
incremental nonlinear structural analysis
期刊
P
IF:
1.4
论文数:
59
被引数:
0
机构
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