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标题: 基于嵌入式实体可变形构件的复杂薄壁结构显式设计方法
摘要: 本文提出了一种新的基于移动可变形构件(MMC)方法的复杂薄壁结构显式设计方法,该方法提供了一个统一的框架来系统地解决各种设计问题,包括拓扑优化、加强筋布局优化和夹层结构设计问题。 薄壁结构的复杂性主要来自柔性几何和厚度变化。 一方面,薄壁结构的几何复杂性导致难以自动描述材料分布(例如加强筋)。 另一方面,不同厚度的薄壁结构需要各种假设(例如基尔霍夫-洛夫壳理论和赖斯纳-明德林壳理论)来确保结构响应的精度。 然而,对于不符合shell假设的情况,响应解的精度损失在优化过程中是不可忽略的,因为误差的累积将导致完全不同的设计。 因此,本文提出了一种新型嵌入式固体组件来解决这些挑战。 从而满足了使零部件适合弯曲薄壁结构的几何约束。 与传统策略相比,该方法不受结构分析中壳体假设的限制,能够以较少的设计变量和有限元分析(FEA)自由度为代价,实现载荷传递路径清晰的优化设计。 最后,我们将所提出的方法应用于几个具有代表性的示例,以证明其处理复杂产业结构的有效性、效率、通用性和潜力。