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分级多尺度拓扑优化的谱分解。 (英语) Zbl 1506.74283号

摘要:如今,多尺度拓扑优化(MTO)被应用于需要大面体积比设计的应用中。此外,随着增材制造业的出现,MTO得到了显著的重视。然而,MTO的一个主要缺点是计算成本高。作为替代方案,提出了分级MTO,其中较小规模的设计特征是单个微观结构的分级变化。这导致计算成本显著降低,同时保留了MTO的许多优点。分级MTO基本上依赖于弹性矩阵的插值。这个直接的不幸的是,今天使用的插值方法不能保证结果矩阵的正定性。因此,在分级MTO算法中,应变能可能变为负值和非物理值。在本文中,我们提出了一个简单但有效的光谱分解-基于此方法,可确保正定弹性矩阵。该方法依赖于弹性矩阵实例的谱(特征)分解,然后是特征值回归和特征向量方向插值。由此产生的弹性矩阵可用于稳定优化。通过几个数值实验,比较了直接分解法和谱分解法的鲁棒性、准确性和速度。

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第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
74平方米 谱及相关方法在固体力学问题中的应用
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