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陈小凯;李超;白、迎春

几何约束下多孔混合填充夹层结构的拓扑优化。 （英文） Zbl 1506.74265号

计算。方法应用。机械。工程师。 382，文章ID 113856，21 p.（2021）.
摘要：夹芯结构的拓扑优化因其平衡力学性能和轻量化水平的潜力而备受关注，特别是随着增材制造的日益应用，其中，与纯多孔填料的设计相比，混合填料的这种设计特点将改善结构性能，如刚重比和强度重量比。引入两个设计变量字段来描述基本拓扑，其中一个用于在SIMP框架下通过两步密度滤波确定相应的壳和填充域，另一个用于将每种固体或多孔材料分配到填充域。开发了一种基于投影的几何约束方法来限制实体填充的最大尺寸，从而使实体填充分布在制造关注的预期区域。此外，结合导出的灵敏度，建立了固体和多孔材料质量约束下的柔顺最小拓扑设计问题，并用MMA进行了求解。通过三个数值算例系统地研究了该方法的有效性。

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MSC公司：

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;夹层结构;固体多孔混杂填充物;几何约束;空间梯度

软件：

前88.m;顶部。米
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\textit{X.Chen}等人，计算。方法应用。机械。Eng.382，文章ID 113856，第21页（2021年；Zbl 1506.74265）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 张庆川。；Yang，X.H。；李，P。；Huang，G.Y。；Feng，S.S。；沈，C。；Han，B。；Zhang，X.H。；Jin，F。；徐，F。；Lu，T.J.，《蜂巢结构的仿生工程——利用自然激发人类创新》，Prog。马特。科学。，74, 332-400 (2015)
[2] 孙，Z。；李，D。；Zhang，W.S。；史S.S。；郭，X.，具有混杂芯和CFRP面板的仿生夹层结构的拓扑优化，Compos。科学。技术。，142, 79-90 (2017)
[3] 本德瑟，M.P。；Sigmund，O.，《拓扑优化》。《理论、方法和应用》（2003），施普林格出版社·Zbl 1059.74001号
[4] Bruggi，M.，关于拓扑优化中应力约束松弛的替代方法，结构。多磁盘。最佳。，36, 125-141 (2008) ·Zbl 1273.74397号
[5] 谢永明。；Steven，G.P.，《结构优化的简单进化程序》，计算。结构。，49, 885-896 (1993)
[6] 李，Q。；史蒂文，G.P。；奎林，O.M。；谢永明，通过进化结构优化进行热传导的形状和拓扑设计，国际热质传递杂志，42，3361-3371（1999）·Zbl 0943.74050号
[7] Allaire，G。；Jouve，F。；Toader，A.M.，形状优化的水平集方法，C.R.数学。，334, 12, 1125-1130 (2002) ·Zbl 1115.49306号
[8] Wang，M.Y。；王，X。；郭，D.，结构拓扑优化的水平集方法，计算。方法应用。机械。工程，192，227-246（2003）·Zbl 1083.74573号
[9] 夏，Q。；施，T。；刘，S。；Wang，M.Y.，基于应力的结构形状和拓扑优化的水平集解决方案，计算。结构。，90-91, 55-64 (2012)
[10] 郭，X。；Zhang，W.S。；Zhong，W.L.，显式和几何地进行拓扑优化——一种新的基于移动可变形组件的框架，Trans。ASME J.应用。机械。，81，第081009条pp.（2014）
[11] Norato，J.A。；贝尔，B.K。；Tortorelli，D.A.，一种用于离散元素连续拓扑优化的几何投影方法，计算。方法应用。机械。工程，293，306-327（2015）·Zbl 1423.74756号
[12] 克劳森，A。；Aage，N。；Sigmund，O.，涂层结构的拓扑优化和材料界面问题，计算。方法应用。机械。工程，290，524-541（2015）·兹比尔1423.74742
[13] 克劳森，A。；安德烈森，E。；Sigmund，O.，《多孔填充三维壳体结构的拓扑优化》，机械学报。罪。，33, 778-791 (2017) ·Zbl 1381.74177号
[14] Luo，Y.F。；Li，Q.H。；Liu，S.T.，基于投影的梯度表面结构拓扑优化方法，国际。J.数字。方法工程，118，654-677（2019）
[15] 楚，S。；肖，M。；高，L。；李，H。；Zhang，J.H。；张晓云，具有梯度界面的多材料结构拓扑优化，计算。方法应用。机械。工程，3461096-1117（2019）·Zbl 1440.74288号
[16] 哈维，D。；Hubert，P.，复合材料夹层结构拓扑优化涂层方法的扩展，Compos。结构。，252，第112682条pp.（2020）
[17] Yoon，G.H。；Yi，B.，一种用于拓扑优化的新型涂层结构过滤器，Struct。多磁盘。最佳。，60, 1527-1544 (2019)
[18] Luo，Y.F。；Li，Q.H。；Liu，S.T.，使用基于腐蚀的界面识别方法对壳体填充结构进行拓扑优化，计算。方法应用。机械。工程，35594-112（2019）·Zbl 1441.74166号
[19] Wang，Y.G.先生。；Kang，Z.，涂层结构形状和拓扑优化的水平集方法，计算。方法应用。机械。工程，329，553-574（2018）·Zbl 1439.74300号
[20] Fu，J.J。；李，H。；肖，M。；高，L。；Chu，S.，使用距离正则化参数水平集方法对壳体填充结构进行拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，59, 249-262 (2019)
[21] Hoang，V.N。；Nguyen，N.L。；Nguyen-Xuan，H.，使用可移动变形夹芯条的涂层结构拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，61, 491-506 (2020)
[22] 刘，C。；杜振林。；朱，Y.H。；Zhang，W.S。；张晓云。；Guo，X.，用MMC-MMV混合方法优化设计壳颗粒填充结构，计算。方法应用。机械。工程，369，第113187条pp.（2020）·Zbl 1506.74189号
[23] 吴杰。；克劳森，A。；Sigmund，O.，《用于添加剂制造的壳填充复合材料的最小柔度拓扑优化》，计算。方法应用。机械。工程，326358-375（2017）·兹比尔1439.74303
[24] Groen，J.P。；吴杰。；Sigmund，O.，基于均匀化的刚度优化和正交异性填充二维涂层结构的投影，计算。方法应用。机械。工程，349722-742（2019）·Zbl 1441.74149号
[25] Bai，Y.C。；Jing，W.X.，基于滤波/投影边界描述的壳体填充结构多尺度拓扑优化方法，J.Mech。Eng.（2021），（中文，出版社），https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx？dbcode=CAPJ&dbname=CAPJLAST&filename=JXXB2021902K&v=70CtNECuetsFQ3nKBxffh2gkmukzi4NdTecGqAE2fgmz8Uy4xU7fg54Ou9RaatrL
[26] Yu，H.C。；黄建清。；邹，B。；邵伟（Shao，W.）。；Liu，J.K.，用于增材制造的应力约束壳-间隙填充结构优化，虚拟物理。原型。，15, 35-48 (2020)
[27] Wadbro，E。；Niu，B.，具有固体涂层和周期填充图案的添加剂制造结构的多尺度设计，计算。方法应用。机械。工程，357，第112605条pp.（2019）·Zbl 1442.74182号
[28] 邱，W.K。；Jin，P。；Jin，S.M。；王，C。；夏，L。；Zhu，J.H。；Shi，T.L.，贝壳填充结构的进化设计方法，Addit。制造，34，第101382条pp.（2020）
[29] Hoang，V.N。；Tran，P。；Nguyen，N.L。；哈克尔，K。；Nguyen-Xuan，H.，用于增材制造的非周期填充涂层结构的自适应并行拓扑优化，计算。辅助设计。，129，第102918条pp.（2020）
[30] 西格蒙德，O。；Aage，N。；Andreassen，E.，《关于michell结构的（非）最优性》，结构。多磁盘。最佳。，54, 361-373 (2016)
[31] Sigmund，O.，用于拓扑优化的基于形态学的黑白滤波器，结构。多磁盘。最佳。，33, 401-424 (2007)
[32] 拉扎罗夫，B.S。；Sigmund，O.，基于helmholtz型微分方程的拓扑优化滤波器，国际。J.数字。方法工程，86，6，765-781（2011）·Zbl 1235.74258号
[33] 川本，A。；Matsumori，T。；山崎，S。；野村，T。；Kondoh，T.公司。；Nishiwaki，S.，通过PDE过滤标量函数进行基于Heaviside投影的拓扑优化，Struct。多磁盘。最佳。，44, 19-24 (2011) ·Zbl 1274.74349号
[34] 安德烈森，E。；克劳森，A。；Schevenels，M。；拉扎罗夫，B.S。；Sigmund，O.，使用88行代码在MATLAB中进行高效拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，43, 1-16 (2011) ·Zbl 1274.74310号
[35] Wang，F.W。；拉扎罗夫，B.S。；Sigmund，O.，关于拓扑优化中的投影方法、收敛性和稳健公式，结构。多磁盘。最佳。，43, 767-784 (2011) ·Zbl 1274.74409号
[36] 哈欣，Z。；Shtrikman，S.，《多相材料弹性行为理论的变分方法》，J.Mech。物理学。固体，11，2，127-140（1963）·Zbl 0108.36902号
[37] Guest，J.K.，在拓扑优化中施加最大长度尺度，结构。多磁盘。最佳。，37, 463-473 (2009) ·Zbl 1274.74336号
[38] 费尔南德斯，E。；Yang，K.K。；科彭，S。；Alarcón，P。；博杜因，S。；Duysinx，P.，在拓扑优化中施加最小和最大构件尺寸、最小空腔尺寸和实体构件之间的最小间距，计算。方法应用。机械。工程，368，第113157条pp.（2020）·Zbl 1506.74271号
[39] Duysinx，P。；Sigmund，O.，《最佳材料分布中处理应力约束的新发展》，第七届美国国际航空航天局/美国空军/美国国家航空航天局/ISSMO Symp。多磁盘。分析。最佳。，1501-1509 (1998)
[40] Dou，S.，通过隐式局部体积控制实现多孔结构拓扑优化的投影方法，Struct。多磁盘。最佳。，62, 835-850 (2020)
[41] Svanberg，K.，移动渐近线方法——结构优化的新方法，国际。J.数字。方法工程，24，2，359-373（1987）·Zbl 0602.73091号
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