王、宣;长,Kai;范纳姆·洪;胡萍 使用移动可变形杆的平面多部件系统集成布局设计的显式优化模型。 (英语) Zbl 1440.74279号 计算。方法应用。机械。工程师。 342, 46-70 (2018). 摘要:近年来,多部件系统的布局设计受到了越来越多的关注。然而,目前大多数关于多部件系统布局设计的文献都是以隐含的方式进行的。本文提出了一种基于移动变形杆法的显式优化模型。为此,拓扑描述功能用于描述嵌入式组件的几何形状,而移动杆作为连接这些嵌入式组件的支撑结构。与传统的优化方法不同,本文将用于描述活动杆和预埋件的尺寸、形状、位置和方向的几何参数作为设计变量。为了避免网格重新划分,提高计算效率,使用平滑的Heaviside函数将移动条和嵌入组件映射到固定网格上的两个密度场。首次将为定向优化问题开发的离散材料插值格式扩展到多组分系统的材料参数化。此外,为了避免嵌入式组件之间以及每个组件与设计域边界之间的重叠,提出了基于嵌入式组件体积和周长的单一显式约束。通过几个数值算例,说明了所提出的优化模型在处理多相嵌入构件结构布局优化中的有效性和灵活性。 引用于7文件 MSC公司: 第74页第10页 固体力学中其他性质的优化 关键词:拓扑优化;多组件系统;移动可变形条;显式模型;布局优化 软件:顶部。米 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{X.Wang}等人,计算。方法应用。机械。工程342,46-70(2018;Zbl 1440.74279) 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] Bendsøe,M.P.,作为材料分布问题的最优形状设计,结构。多磁盘。最佳。,193-202年1月4日(1989年) [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] 谢永明。;Steven,G.P.,《结构优化的简单进化程序》,计算。结构。,49, 5, 885-896 (1993) [5] 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,192,1,227-246(2003)·兹比尔1083.74573 [6] 阿勒,G。;Jouve,F。;Toader,A.M.,《使用灵敏度分析和水平集方法进行结构优化》,J.Compute。物理。,194, 1, 363-393 (2004) ·Zbl 1136.74368号 [7] 本德索,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 [8] Rozvany,G.I.,《结构拓扑优化既定方法的评论》。多磁盘。最佳。,37, 3, 217-237 (2009) ·Zbl 1274.74004号 [9] 西格蒙德,O。;Maute,K.,拓扑优化方法,结构。多磁盘。最佳。,481031-1055(2013年) [10] van Dijk,N.P。;Maute,K。;兰格拉尔,M。;Van Keulen,F.,《结构拓扑优化的水平集方法:综述》,结构。多磁盘。最佳。,48, 3, 437-472 (2013) [11] 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,1-42(2016) [12] Chickermane,H。;Gea,H.,《优化布局拓扑和接头位置的多部件结构系统设计》,工程计算。,13, 4, 235-243 (1997) [13] 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) [14] 诺拉托,J。;贝尔,B。;Tortorelli,D.,一种基于离散元素的连续拓扑优化的几何投影方法,计算。方法应用。机械。工程师,293306-327(2015)·Zbl 1423.74756号 [15] Hoang,V.N。;Jang,G.W.,使用可移动变形杆进行多功能厚度控制的拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程师,317153-173(2017)·Zbl 1439.74274号 [16] 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)·Zbl 1439.74272号 [17] 张伟。;袁杰。;张杰。;Guo,X.,基于移动可变形组件(MMC)和替代材料模型的新型拓扑优化方法,Struct。多磁盘。最佳。,53, 6, 1243-1260 (2016) [18] 张伟。;李,D。;张杰。;Guo,X.,基于移动可变形组件(MMC)方法的结构拓扑优化中的最小长度尺度控制,计算。方法应用。机械。工程,311327-355(2016)·Zbl 1439.74312号 [19] 张伟。;周,J。;Zhu,Y。;Guo,X.,通过移动可变形组件(MMC)方法进行拓扑优化中的结构复杂性控制,结构。多磁盘。最佳。,56, 3, 535-552 (2017) [20] Hou,W。;盖,Y。;朱,X。;王,X。;赵,C。;徐,L。;江,K。;Hu,P.,使用移动可变形组件的显式等几何拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程,326694-712(2017)·Zbl 1439.74275号 [21] 张,S。;Norato,J.A。;增益,A.L。;Lyu,N.,用于板结构拓扑优化的几何投影方法,结构。多磁盘。最佳。,54, 5, 1173-1190 (2016) [22] 瓦茨,S。;Tortorelli,D.A.,设计具有逆均匀化的三维开放晶格的几何投影方法,国际。J.数字。方法工程,112,11,1564-1588(2017) [23] 张,S。;增益,A.L。;Norato,J.A.,基于应力的离散几何组件拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程,325,1-21(2017)·Zbl 1439.74307号 [24] 郭,X。;周,J。;张伟。;杜,Z。;刘,C。;Liu,Y.,通过显式拓扑优化进行增材制造中的自支撑结构设计,计算。方法应用。机械。工程,323,27-63(2017)·兹比尔1439.74273 [25] 张伟。;李,D。;袁杰。;宋,J。;Guo,X.,一种新的基于移动可变形组件(MMC)的三维拓扑优化方法,计算。机械。,59, 4, 647-665 (2017) ·Zbl 1398.74258号 [26] 张伟。;宋,J。;周,J。;Du,Z。;Zhu,Y。;孙,Z。;Guo,X.,基于移动变形元件(MMC)方法的多材料拓扑优化,国际。J.数字。方法工程,113,11,1653-1675(1987) [27] 张伟。;夏,L。;朱,J。;Zhang,Q.,多部件系统集成布局设计的一些最新进展,J.Mech。设计。,133,10,第104503条pp.(2011) [28] 王,Y。;罗,Z。;张,X。;Kang,Z.,带嵌入式可移动致动器的柔性智能结构拓扑设计,smart Mater。结构。,第23、4条,第045024页(2014年) [29] 李,Q。;史蒂文,G.P。;谢勇,多部件系统连接拓扑设计的进化结构优化,工程计算。,18, 3/4, 460-479 (2001) ·Zbl 1153.74364号 [30] 钱,Z。;Ananthasuresh,G.,结构拓扑设计中刚性对象的最佳嵌入,机械。基于Des。结构。机器。,32, 2, 165-193 (2004) [31] 朱,J。;张伟。;贝克斯,P。;陈,Y。;郭,Z.,利用耦合形状和拓扑优化技术同时设计部件布局和支撑结构,结构。多磁盘。最佳。,36, 1, 29-41 (2008) ·Zbl 1273.74382号 [32] 张伟。;张琦,部件近似和包装设计优化的有限圆法,工程优化。,971-987年10月41日(2009年) [33] 朱,J。;张伟。;Beckers,P.,《多组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 [34] 张,Q。;张伟。;朱,J。;高涛,静载荷和随机激励下多构件结构的布局优化,工程结构。,43, 120-128 (2012) [35] 朱,J。;张伟,支架和结构的集成布局设计,计算。方法应用。机械。工程,199,9,557-569(2010)·Zbl 1227.74057号 [36] 夏,L。;朱,J。;Zhang,W.,复杂多部件系统高效布局设计的超元素公式,Struct。多磁盘。最佳。,45, 5, 643-655 (2012) ·Zbl 1274.74297号 [37] 朱,J。;高,H。;张伟。;Zhou,Y.,基于多点约束的多部件系统集成布局和拓扑优化设计,Struct。多磁盘。最佳。,51, 2, 397-407 (2015) [38] 夏,L。;朱,J。;Zhang,W.,用改进的Heaviside函数进行多部件系统优化布局设计的灵敏度分析,计算。方法应用。机械。工程,241142-154(2012)·Zbl 1353.74063号 [39] 高,H.H。;Zhu,J.H。;Zhang,W.H。;Zhou,Y.,用于集成布局和拓扑优化的改进自适应约束聚合,Comput。方法应用。机械。工程,289,387-408(2015)·Zbl 1423.74746号 [40] 张杰。;张伟。;朱,J。;Xia,L.,使用XFEM和分析灵敏度分析的多部件系统集成布局设计,计算。方法应用。机械。工程师,245,75-89(2012)·Zbl 1354.74310号 [41] 夏,L。;朱,J。;张伟。;Breitkopf,P.,部件布局和结构拓扑集成优化的隐式模型,计算。方法应用。机械。工程,257,87-102(2013)·Zbl 1286.74080号 [42] 康,Z。;Wang,Y.,基于材料密度和水平集组合描述的嵌入式活动孔集成拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程,255,1-13(2013)·Zbl 1297.74092号 [43] 康,Z。;Wang,Y.,基于Shepard插值的结构拓扑优化节点变量法,国际。J.数字。方法工程,90,3,329-342(2012)·Zbl 1242.74072号 [44] 张伟。;钟伟。;Guo,X.,多嵌入构件结构系统优化设计中的显式布局控制,计算。方法应用。机械。工程,290290-313(2015)·Zbl 1423.74737号 [45] 康,Z。;王,Y。;王毅,用水平集方法对多相嵌入式元件进行最小距离控制的结构拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程,306299-318(2016)·Zbl 1436.74057号 [46] 周,Y。;张伟。;朱,J。;Xu,Z.,带符号距离函数的特征驱动拓扑优化方法,计算。方法应用。机械。工程,310,1-32(2016)·Zbl 1439.74315号 [47] Saxena,A.,使用梯度搜索的负遮罩拓扑设计,结构。多磁盘。最佳。,44629-649(2011年) [48] Stegmann,J。;Lund,E.,通用复合材料壳体结构的离散材料优化,国际。J.数字。方法工程,62,142009-2027(2005)·Zbl 1118.74343号 [49] Long,K。;王,X。;Gu,X.,使用序列二次规划算法对瞬态热传导问题进行多材料拓扑优化,Eng.Optim。(2017) [50] Svanberg,K.,移动渐近线法是一种新的结构优化方法,Internat。J.数字。方法工程,24,2,359-373(1987)·Zbl 0602.73091号 [51] 郭,X。;张伟。;Zhong,W.,通过水平集方法实现结构拓扑优化中的显式特征控制,计算。方法应用。机械。工程,272,2,354-378(2014)·Zbl 1296.74081号 [52] 张伟。;钟伟。;Guo,X.,基于SIMP的拓扑优化中的显式长度比例控制方法,计算。方法应用。机械。工程,28271-86(2014)·Zbl 1423.74776号 [53] 周,M。;拉扎罗夫,B.S。;Wang,F。;Sigmund,O.,通过几何约束进行拓扑优化的最小长度尺度,计算。方法应用。机械。工程,293,266-282(2015)·Zbl 1423.74778号 [54] 阿勒,G。;Jouve,F。;Michailidis,G.,通过水平集方法进行结构优化中的厚度控制,结构。多磁盘。最佳。,53, 6, 1349-1382 (2016) [55] Sigmund,O.,用Matlab,Struct编写的99行拓扑优化代码。多磁盘。最佳。,21, 2, 120-127 (2001) 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。