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多孔材料/结构尺度关联的一体化拓扑优化技术

张卫红 孙士平

张卫红, 孙士平. 多孔材料/结构尺度关联的一体化拓扑优化技术[J]. 力学学报, 2006, 38(4): 522-529. doi: 10.6052/0459-1879-2006-4-2005-209
引用本文: 张卫红, 孙士平. 多孔材料/结构尺度关联的一体化拓扑优化技术[J]. 力学学报, 2006, 38(4): 522-529. doi: 10.6052/0459-1879-2006-4-2005-209
Integrated design of porous materials and structures with scale-coupled effect[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2006, 38(4): 522-529. doi: 10.6052/0459-1879-2006-4-2005-209
Citation: Integrated design of porous materials and structures with scale-coupled effect[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2006, 38(4): 522-529. doi: 10.6052/0459-1879-2006-4-2005-209

多孔材料/结构尺度关联的一体化拓扑优化技术

doi: 10.6052/0459-1879-2006-4-2005-209

Integrated design of porous materials and structures with scale-coupled effect

  • 摘要: 针对多孔材料的尺度效应和微结构构型的可设计性,提出以宏观结构最大刚度为目标,材料表征体胞构型为变量的材料/结构尺度关联一体化设计新方法. 采用有限元超单元技术,验证了材料表征体胞尺度、边长比、平移、对称周期分布方式对构型设计结果的影响,实现了材料宏观布局设计、材料表征体胞构型精细设计以及多尺度均匀化设计的统一. 基于凸规划对偶优化求解技术与二次型周长控制约束,完成了快速设计与材料分布棋盘格效应的控制. 计算结果表明,在给定材料用量的情况下,该方法能有效地实现蜂窝结构的拓扑优化设计,设计结果充分反映了蜂窝夹层结构的尺度效应,为轻质结构设计提供了新的设计方法.

     

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  • 刊出日期:  2006-07-18

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