宏观结构性能约束下的材料微结构拓扑优化

编号 zgly0001530306

文献类型 期刊论文

文献题名 宏观结构性能约束下的材料微结构拓扑优化

作者 龙凯  王文伟  贾娇 

作者单位 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室  长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室  北京理工大学电动车辆国家工程实验室  北京航空航天大学航空科学与工程学院 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2016年07期

年份 2016 

分类号 TB33 

关键词 拓扑优化  独立连续映射法  均匀化法  体积模量  剪切模量 

文摘内容 为了设计周期性多孔钢或钢/铝复合材料优化微结构,基于独立连续映射法,建立了以结构总质量最小化为目标,节点位移为约束的拓扑优化模型。假设宏观结构由多孔材料或复合材料组成,其等效特性采用均匀化理论计算得到。定义了微观材料拓扑变量,节点位移约束采用一阶泰勒展开近似。各种材料设计要求作为约束条件纳入到优化模型中。推导了节点位移和总质量的敏度表达式。采用基于求解偏微分的过滤方法消除了数值不稳定性。在二维数值算例中获得了各种满足设计要求的优化材料微结构。结果表明:提出的方法在材料微结构拓扑优化设计中具有可行性和有效性。