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魏广凯;陈元;李清;傅坤

具有应力约束和聚集微观结构的多孔复合材料结构的多尺度拓扑优化。 （英语） Zbl 1532.74107号

计算。方法应用。机械。工程师。 416，文章ID 116329，30 p.（2023）.
摘要：虽然多孔复合材料因其优异的轻质和多功能特性而日益受到关注，但这些多孔复合材料中的固有应力集中往往是结构完整性的主要问题。本研究旨在开发一种多尺度拓扑优化（MTO）方法，用于在规定的应力约束下设计具有聚集微观结构的多孔复合材料。首先，通过多尺度算法实现了宏观结构和微观结构的并行拓扑优化。同时，基于所谓的“（k）均值”方法实现了聚类技术，以同时确定允许的体积分数和微观结构配置。其次，针对二维和三维多尺度TO开发了一种基于密度和应变的一致聚类技术。最后，给出了两个基准设计示例，即Messerschmitt-Bölkow-Blohm（MBB）和L括号结构，通过考虑二维或三维情况，使用所提出的MTO方法实现，以证明设计的有效性。结果表明，在优化受应力约束的高刚度多孔复合材料时，2D MBB和L支架结构的最大von Mises应力得到了很好的抑制，分别比不受应力限制的结构低20%和29%。在三维L形支架的设计中，目前的MTO方法可以使最大应力降低19%左右。该研究表明了应力约束对多尺度多孔复合材料结构拓扑设计的重要性。

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第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
74A40型 随机材料和复合材料

关键词：

拓扑优化;应力约束;微观结构;多尺度优化;多孔复合材料;去均质

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\textit{G.Wei}等人，计算。方法应用。机械。工程416，文章ID 116329，30 p.（2023；Zbl 1532.74107）
全文： 内政部

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