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韩永生;徐斌;遵义段;黄晓东

考虑梯度界面的基于应力的多材料结构拓扑优化。 （英语） Zbl 1507.74298号

计算。方法应用。机械。工程师。 391，文章ID 114602，31 p.（2022）.
摘要：对于多材料结构拓扑优化，大多数工作都是基于理想界面假设（材料的界面被认为是理想连接），这导致优化结构趋于危险。因此，本文提出了一种拓扑优化方法，以最小化具有梯度界面的多材料结构的最大von Mises应力。提出了一种基于滤波器的方法来搜索和确定多材料界面的位置，界面的宽度由滤波器半径决定。通过梯度插值多材料界面的力学性质，实现了多材料界面之间的梯度过渡。为了避免应力奇异性问题，采用了基于离散变量的扩展双向进化结构优化（BESO）方法。最大应力通过全局范数应力聚集法测量。采用伴随法推导单元的灵敏度。通过基准数值算例验证了该方法的有效性。结果表明，具有梯度界面的多材料结构可以有效地描述和优化。界面区的宽度和梯度界面的性质可以分别得到很好的控制和定义。对于应力设计，拓扑结果表明，与刚度设计相比，最大应力可以有效降低。考虑梯度界面的拓扑结构的最大应力高于不考虑梯度界面时的拓扑结构，这表明考虑梯度界面设计的结构更安全。该方法可以实现合理的设计，有效地控制应力水平，并减少梯度界面多材料结构临界应力区的应力集中效应。

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第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法

关键词：

拓扑优化;多材料结构;分级界面;应力设计;敏感性分析;BESO方法

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\textit{Y.Han}等人，计算。方法应用。机械。工程391，文章ID 114602，31 p.（2022；Zbl 1507.74298）
全文： 内政部

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