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Yi Rong;赵子龙;冯喜巧;Xie、Yi Min

具有自适应设计域的结构拓扑优化。 （英语） Zbl 1507.74328号

计算。方法应用。机械。工程师。 389，文章ID 114382，20 p.（2022）.
摘要：拓扑优化作为多学科结构设计的有力工具，得到了迅速发展。传统的拓扑优化技术通常在预定义的固定设计域内优化材料布局。在这里，我们提出了一种基于子域的方法，在自适应设计域（ADD）中执行拓扑优化。实现了一种基于子域的并行处理策略，可以大大提高计算效率。在ADD方法中，荷载和边界条件很容易随着设计空间的演变而改变。通过对设计空间的自动、灵活和智能调整，该方法能够生成具有明显不同拓扑的各种高性能设计。文中给出了五个具有代表性的例子来证明该方法的有效性。结果表明，与传统方法相比，ADD方法可以同时优化材料布局和设计空间范围，从而显著提高结构性能。这项工作可能有助于拓宽结构拓扑优化的应用。

引用于5文件

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;自适应设计领域;基于子域的并行策略;结构性能改进;计算成本降低
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\textit{Y.Rong}等人，计算。方法应用。机械。工程389，文章ID 114382，20 p.（2022；Zbl 1507.74328）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 本德瑟，M.P。；Kikuchi，N.，使用均匀化方法在结构设计中生成最佳拓扑，计算。方法应用。机械。工程，71，2，197-224（1988）·Zbl 0671.73065号
[2] Bendsöe，M.P.，作为材料分配问题的最佳形状设计，结构。优化。，1, 4, 193-202 (1989)
[3] 周，M。；Rozvany，G.，COC算法，第二部分：拓扑、几何和广义形状优化，计算。方法应用。机械。工程，89，1-3，309-336（1991）
[4] 西格蒙德，O。；Maute，K.，拓扑优化方法，结构。多磁盘。优化。，48, 6, 1031-1055 (2013)
[5] 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
[6] 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，192，1-2，227-246（2003）·Zbl 1083.74573号
[7] Otomori，M。；山田，T。；Izui，K。；Nishiwaki，S.，使用反应扩散方程的基于水平集的拓扑优化方法的Matlab代码，Struct。多磁盘。优化。，51, 5, 1159-1172 (2015)
[8] 谢，Y.M。；Steven，G.P.，《结构优化的简单进化程序》，计算。结构。，49, 5, 885-896 (1993)
[9] 黄，X。；Xie，Y.M.，具有一种或多种材料的连续体结构的双向进化拓扑优化，计算。机械。，43, 3, 393-401 (2009) ·Zbl 1162.74425号
[10] 黄，X。；Xie，Y.M.，《连续体结构的进化拓扑优化：方法和应用》（2010），John Wiley&Sons·Zbl 1279.90001号
[11] 郭，X。；张伟。；Zhong，W.，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，J.Appl。机械。，第81、8条，第081009页（2014年）
[12] 郭，X。；张伟。；张杰。；袁，J.，基于带曲线骨架的移动可变形构件（MMC）的显式结构拓扑优化，计算。方法应用。机械。工程，310711-748（2016）·兹比尔1439.74272
[13] Meng，L.，《从拓扑优化设计到增材制造：今天的成功和明天的路线图》，Arch。计算。方法工程，27，3，805-830（2020）
[14] 张，香港。；Wu，W.J。；康，Z。；冯晓秋，用于设计仿生自相似层次微结构的拓扑优化方法，计算。方法应用。机械。工程，372，第113399条pp.（2020）·Zbl 1506.74313号
[15] 陈，A。；蔡，K。；赵Z.L。；周，Y。；夏，L。；谢永明，拓扑优化中最大第一主应力的控制，结构。多磁盘。优化。，63, 1, 327-339 (2021)
[16] Zhu，J.H。；Zhang，W.H。；Beckers，P.，多部件系统的集成布局设计，国际。J.数字。方法工程，78，6，631-651（2009）·Zbl 1183.74215号
[17] Zhu，J.H。；Zhang，W.H。；Xia，L.，飞机和航天结构设计中的拓扑优化，Arch。计算。方法工程，23，4，595-622（2016）·Zbl 1360.74128号
[18] 赵Z.L。；周，S。；冯克强。；谢永明，《关于新兴植物的内部结构》，J.Mech。物理学。固体，119224-239（2018）
[19] 赵Z.L。；周，S。；冯克强。；谢永明，蝎子形态优化，泰尔森，J.Mech。物理学。固体，135，第103773条pp.（2020）
[20] Aage，N。；安德烈亚森，E。；拉扎罗夫，B.S。；Sigmund，O.，《结构设计的Giga-voxel计算形态发生》，《自然》，550，7674，84-86（2017）
[21] Wang，H。；刘杰。；Wen，G.，多分辨率设计的有效进化结构优化方法，结构。多磁盘。优化。，62, 2, 787-803 (2020)
[22] 毕，M。；Tran，P。；谢永明，几何自支撑约束下三维连续体结构拓扑优化，艾迪特。制造，36，第101422条pp.（2020）
[23] 李毅。；Xie，Y.M.，由拉伸和压缩性能不同的多种材料制成的结构的进化拓扑优化，合成。结构。，259，第113497条pp.（2021）
[24] 熊，Y。；姚，S。；赵Z.L。；Xie，Y.M.，消除添加剂制造拓扑优化中封闭空洞的新方法，Addit。制造，32，第101006条pp.（2020）
[25] 赵Z.L。；周，S。；蔡，K。；Xie，Y.M.，结构优化中控制拓扑的直接方法，计算。结构。，227，第106141条pp.（2020）
[26] Jang，I.G。；Kwak，B.M.，基于固定网格的设计空间调整的进化拓扑优化，国际。J.数字。方法工程师，66,11817-1840（2006）·Zbl 1110.74835号
[27] Kim，I.Y。；Kwak，B.M.，《使用数值设计连续法进行设计空间优化》，国际。J.数字。方法工程，53，8，1979-2002（2002）·Zbl 1169.74528号
[28] 夏，L。；夏，Q。；黄，X。；Xie，Y.M.，《先进结构和材料的双向进化结构优化：综合评述》，Arch。计算。方法工程，25，2，437-478（2018）·Zbl 1392.74074号
[29] 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
[30] Bourdin，B.，拓扑优化中的滤波器，国际。J.数字。方法工程，50，9，2143-2158（2001）·Zbl 0971.74062号
[31] Bruns，T.E。；Tortorelli，D.A.，非线性弹性结构和柔顺机构的拓扑优化，计算。方法应用。机械。工程，190，26，3443-3459（2001）·Zbl 1014.74057号
[32] 西格蒙德，O。；Petersson，J.，《拓扑优化中的数值不稳定性：处理棋盘格、网格相关性和局部极小值的程序的调查》，结构。多磁盘。优化。，16, 1, 68-75 (1998)
[33] 左，Z.H。；Xie，Y.M.，用于复杂三维拓扑优化的简单紧凑的python代码，高级工程软件。，85, 1-11 (2015)
[34] 赵Z.L。；赵海平。；Li，B.W。；聂，B.D。；冯克强。；Gao，H.，新兴水生植物手性生长的生物力学策略，科学。众议员512610（2015）
[35] 赵Z.L。；赵海平。；马，G.J。；Wu，C.W。；Yang，K。；冯晓秋，《蜜蜂和纸蜂螫刺的结构、特性和功能：比较研究》，《生物学》。公开，4921-928（2015）
[36] 赵Z.L。；舒，T。；冯晓秋，开发仿生材料用蝎刺的生物力学、解剖学和生理学特性研究，马特。科学。工程师C，58，1112-1121（2016）
[37] 熊，Y。；Bao，D。；严，X。；徐，T。；Xie，Y.M.，从全国结构优化和增材制造竞赛中吸取的经验教训，Curr。下巴。科学。，1, 1, 151-159 (2021)
[38] 克劳森，A。；Andreassen，E.，关于拓扑优化中的滤波器边界条件，结构。多磁盘。优化。，56, 1147-1155 (2017)
[39] 罗，Y。；西格蒙德，O。；李，Q。；Liu，S.，面向增材制造的自支撑封闭孔洞结构拓扑优化，计算。方法应用。机械。工程，372，第113385条pp.（2020）·Zbl 1506.74289号
[40] Yang，K.，《实现多样化和竞争性结构设计的简单有效策略》，《极限机械》。莱特。，第30条，第100481页（2019年）
[41] 他，Y。；蔡，K。；赵Z.L。；Xie，Y.M.，拓扑优化中生成多样化和竞争性结构设计的随机方法，有限元。分析。设计。，173，第103399条pp.（2020）
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