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多尺度下最优周期结构拓扑模式的收敛性。 (英语) Zbl 1274.74418号

摘要:当前材料微观结构拓扑优化技术通常基于无限小且周期性重复的基胞。这些基本单元格没有实际大小。从这种材料设计方法获得的微观结构拓扑结构能否转化为实际的宏观结构尚不确定。在这项工作中,我们首次系统地研究了最佳周期结构拓扑模式的收敛性,其极端情况是具有无穷小基元的材料微观结构。在一系列数值实验中,对不同载荷和边界条件下的周期性结构的刚度和频率进行了优化。通过增加单位单元的数量,我们发现单位单元的拓扑结构迅速收敛到特定的模式。可以设想,如果我们继续增加单元单元的数量,从而减小每个单元单元的大小,直到它成为无限小的物质基础单元,则单元单元的最佳拓扑结构将保持不变。这项工作的发现具有重要的实际意义和理论意义,因为为给定载荷和边界条件设计的相同拓扑模式可以用作不同尺度的周期结构的最优解,而周期结构的尺度则相差甚远(例如20)将重复模块转换为具有无限个基元的材料微观结构。

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第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
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全文: 内政部

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