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林海东;毛一奇;刘文阳;侯淑娟

考虑界面应变梯度的并行跨尺度多材料优化。 （英语） Zbl 07824858号

计算。应用方法。机械。工程师。 421，文章ID 116749，26 p.（2024）.
摘要：现有的拓扑优化方法大多基于传统的连续体力学方法来处理考虑界面的跨尺度和多材料问题。不幸的是，传统的连续介质力学模型无法捕捉微尺度结构变形行为的尺寸依赖性，这限制了它们在先进微纳结构优化设计中的应用。因此，基于Wei-Hutchinson应变梯度理论，提出了一种新的考虑界面的多材料结构跨尺度优化方法，该方法可以描述和解释优化过程中的尺寸相关性。首先，开发了一种新的插值方法来识别任意两种材料之间的界面，并确保对界面宽度的精确控制。然后，通过几何自适应投影技术，在九节点四边形有限元集中巧妙地投影并求解界面行为和宏观微观力学行为。然后，在可移动变形构件方法框架下，自适应几何构件的几何参数将非周期填充微结构引入考虑界面的多材料拓扑优化中，实现柔度最小化。结果表明，与周期均匀填充微结构多材料布局相比，在跨尺度优化过程中，考虑尺寸效应可以显著提高非周期填充微结构多层材料布局的顺应性。此外，新的优化算法可以有效地控制整体结构的应力水平以及非均质材料界面处的应力，从而减少关键应力区域的应力集中效应。

MSC公司：

74-XX岁 可变形固体力学
76倍 流体力学

关键词：

跨尺度优化;界面应变梯度;非均匀设计;尺寸相关性;应变梯度理论
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\textit{H.Lin}等人，计算。应用方法。机械。Eng.421，文章ID 116749，26 p.（2024；Zbl 07824858）
全文： 内政部

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