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具有非线性稳定性约束的有限应变拓扑优化。 (英语) Zbl 07697913号

小结:本文提出了一种通过引入非线性屈曲约束来优化大变形稳定结构设计的计算框架。提出了一种抑制与低密度单元相关的虚假屈曲模式的新策略。该策略依赖于构造伪质量矩阵,该矩阵为仅由低密度元素包围的自由度分配较小的伪质量,并退化为实心区域的单位矩阵。开发了一种新的优化程序,可以处理简单特征值和多个特征值,其中导出了简单特征值的一致灵敏度和多特征值的方向导数,并用于基于梯度的优化算法——移动渐近线方法。非线性分析中还引入了自适应线性能量插值方法,以处理大变形下低密度单元的变形。数值结果表明,对于具有低对称性或高对称性的系统,非线性稳定性约束可以确保结构在大变形下在目标载荷下的稳定性。对B样条拟合设计的后分析表明,通过选择不同的稳定性约束值,可以很好地控制优化结构的安全裕度,即目标荷载与第一临界荷载之间的间隙。有趣的结构行为,如模式切换和多重分岔也得到了证明。

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第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74克60 分叉和屈曲

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