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郑成贤（Jeong，Seung Hyun）；李钟郁；尹，Gil Ho；崔东勋

基于等效静载荷法考虑变幅载荷疲劳约束的拓扑优化。 （英语） Zbl 1480.74259号

申请。数学。建模 56, 626-647 (2018).
总结：在本研究中，开发了一种新的布局优化方法，以考虑变幅机械载荷引起的高周疲劳约束。虽然在设计机械部件时，疲劳是一个非常重要的安全特性，但由于缺乏概念，并且难以对由多轴循环计数计算的疲劳约束进行灵敏度分析，因此在拓扑优化中很少考虑疲劳。对于疲劳约束的拓扑优化，我们使用瞬态应力分析提取有效应力循环，使用Miner累积损伤规则计算每个空间单元的总损伤。由于瞬态系统精确灵敏度的计算对于拓扑优化应用来说是复杂且耗时的，因此本研究建议使用等效静载荷法计算的疲劳约束的伪灵敏度。此外，由于聚合疲劳约束对应力值的变化非常敏感，导致优化过程中出现一些不稳定收敛，因此提出了一种新的聚合疲劳损伤约束缩放方法。为了验证所开发方法的有效性，我们解决了一些基准拓扑优化问题，并发现本方法提供了具有稳定优化收敛性的物理适当布局。

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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；疲劳约束；变幅载荷；等效静载荷法

软件：

康林
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\textit{S.H.Jeong}等人，应用。数学。模型56，626--647（2018；Zbl 1480.74259）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Logan，D.L.，有限元方法第一课程（2011年），Cengage Learning
[2] Lee，Y.-L。；Barkey，M.E。；Kang，H.-T.，《金属疲劳分析手册：计算机辅助工程实用问题解决技术》（2011），爱思唯尔出版社
[3] 王，C。；Brown，M.，《变幅多轴疲劳寿命预测技术——第2部分：与实验结果的比较》，J.Eng.Mater。技术。，118, 371-374 (1996)
[4] 铃木，K。；Kikuchi，N.，形状和拓扑优化的均匀化方法，计算。方法应用。机械。工程师，93291-318（1991）·Zbl 0850.73195号
[5] 迪顿，J.D。；Grandhi，R.V.，《结构和多学科连续体拓扑优化调查：2000年后》，《结构》。多磁盘。最佳。，49, 1-38 (2014)
[6] 段，X。；秦，X。；Li，F.，使用隐式耦合水平集方法对Stokes流进行拓扑优化，应用。数学。型号。，40, 5431-5441 (2016) ·Zbl 1465.65070号
[7] 莫尔特，A。；Fonseca，J.S.O。；dos Santos Fernandez，L.，结构和压电致动器分布的同步拓扑优化，应用。数学。型号。，40, 5576-5588 (2016) ·Zbl 1465.74138号
[8] Casas，W.J.P。；Pavanello，R.，通过特征值间隙分离和灵敏度分析优化流体-结构系统，应用。数学。型号。，42, 269-289 (2017) ·Zbl 1443.74031号
[9] 本德瑟，M.P。；Sigmund，O.，拓扑优化中的材料插值方案，Arch。申请。机械。，69, 635-654 (1999) ·兹比尔0957.74037
[10] 本德索，M.P。；Sigmund，O.，《拓扑优化：理论、方法和应用》（2003），Springer Science&Business Media·Zbl 1059.74001号
[11] 朱俊华。；张，W.-H。；Xia，L.，飞机和航天结构设计中的拓扑优化，Arch。计算。《工程方法》，23995-622（2016）·Zbl 1360.74128号
[12] Sigmund，O.，《利用拓扑优化设计柔顺机构》，J.Struct。机械。，25, 493-524 (1997)
[13] S.Nishiwaki，M.I.Frecker，S.Min，N.Kikuchi，使用均匀化方法对柔顺机构进行拓扑优化，（1998）。；S.Nishiwaki，M.I.Frecker，S.Min，N.Kikuchi，使用均匀化方法对柔顺机构进行拓扑优化，（1998年）·兹比尔0908.73051
[14] Frecker，M。；北菊池。；Kota，S.，多输出柔顺机构的拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，17, 269-278 (1999)
[15] 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，190，3443-3459（2001）·Zbl 1014.74057号
[16] 迪亚兹，A.R。；Kikuchi，N.，《使用均匀化方法解决形状和拓扑特征值优化问题》，国际期刊数值。方法工程，35，1487-1502（1992）·Zbl 0767.73046号
[17] Hagiwara，I.，通过使用均匀化和数学编程优化拓扑，实现板的特征频率最大化，JSME Int.J.Ser。C、 动态。控制，Rob。设计。制造，37，667-677（1994）
[18] 马，Z.-D。；北菊池。；Cheng，H.-C.，振动结构的拓扑设计，计算。方法应用。机械。工程，121259-280（1995）·Zbl 0849.73045号
[19] Pedersen，N.L.，使用拓扑优化的特征值最大化，结构。多磁盘。最佳。，20, 2-11 (2000)
[20] Jog，C.，周期荷载作用下结构的拓扑设计，J.Sound Vib。，253, 687-709 (2002)
[21] 布鲁吉，M。；Venini，P.，使用混合有限元对不可压缩介质进行基于特征值的优化，并应用于隔离装置，计算。方法应用。机械。工程，1971262-1279（2008）·Zbl 1159.74398号
[22] Yoon，G.H.，通过基于单元连接性参数化的拓扑优化最大化几何非线性结构的基本特征频率，计算。结构。，88, 120-133 (2010)
[23] Yang，R。；Chen，C.，基于应力的拓扑优化，结构。最佳。，12, 98-105 (1996)
[24] 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
[25] Le，C。；诺拉托，J。；Bruns，T。；哈，C。；Tortorelli，D.，continua基于应力的拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，41, 605-620 (2010)
[26] Jeong，S.H。；帕克，S.H。；Choi，D.-H。；Yoon，G.H.，考虑延性和脆性材料静态失效理论的拓扑优化，计算。结构。，110, 116-132 (2012)
[27] 罗，Y。；Kang，Z.，具有Drucker-Prager屈服应力约束的连续体结构拓扑优化，计算。结构。，90, 65-75 (2012)
[28] 刘，H。；张伟。；Gao，T.，简谐力激励下结构拓扑优化动力分析方法的比较研究，结构。多磁盘。最佳。，51, 1321-1333 (2015)
[29] 张伟。；刘，H。；Gao，T.，受平稳随机激励的大型结构拓扑优化：一种集成伪激励方法和模式加速方法的有效优化程序，Comput。结构。，158, 61-70 (2015)
[30] 盖利奇，R。；Bernasconi，A。；Guagliano，M.，《多轴疲劳载荷下缺口的几何优化》，《国际疲劳杂志》，33，985-991（2011）
[31] Govindarajan，N.，《钻具多轴高周疲劳寿命模型优化》，Pet。探索。开发，42884-887（2015）
[32] Oest，J。；Lund，E.，有限寿命疲劳约束下的拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，56, 1-15 (2017)
[33] Holmberg，E。；托尔斯滕费尔，B。；Klarbring，A.，疲劳约束拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，50, 207-219 (2014)
[34] 谢里夫，K。；Witteveen，W。；Puchner，K。；Irschik，H.，使用疲劳对大型动态有限元系统进行有效拓扑优化，AIAA J.，48，1339（2010）
[35] Mrzygłód，M.W。；Kurek，M。；Łagoda，T.，《结构拓扑优化临界平面中多轴疲劳标准的应用》，（AIP会议论文集（2016），AIP出版社），第030003页。
[36] Mrzygłód，M.，薄壁结构疲劳约束的两阶段优化方法，J.Theor。申请。机械。，48, 567-578 (2010)
[37] P.Duysinx、M.Collet、S.Bauduin、E.Tromme、L.Noel、M.Bruggi，《受疲劳应力约束的机械和航空航天部件的拓扑优化》（2015）。；P.Duysix，M.Collet，S.Bauduin，E.Tromme，L.Noel，M.Bruggi，疲劳应力约束下机械和航空航天部件的拓扑优化，（2015）。
[38] Lee，J.W。；Yoon，G.H。；Jeong，S.H.，考虑频域疲劳寿命的拓扑优化，计算。数学。申请。，70, 1852-1877 (2015) ·Zbl 1443.74248号
[39] Pagnacco，E。；Lambert，S。；Khalij，L。；Rade，D.，《承受与疲劳寿命相关的动态随机载荷的线性结构的设计优化》，《国际疲劳杂志》，43，168-177（2012）
[40] Jeong，S.H。；Choi，D.-H。；Yoon，G.H.，使用拓扑优化方法的疲劳和静态失效考虑因素，Appl。数学。型号。，39, 1137-1162 (2015) ·Zbl 1432.74187号
[41] Choi，W。；Park，G.，《基于模态分析的动态载荷到等效静态载荷的转换》，国际期刊数值。方法工程，46，29-43（1999）·Zbl 0960.74029号
[42] Kang，B。；Choi，W。；Park，G.，基于位移的动态荷载转换为等效静荷载下的结构优化，计算。结构。，79, 145-154 (2001)
[43] 帕克·G。；Kang，B.，将动态荷载转换为等效静态荷载的结构优化算法验证，J.Optim。理论应用。，118, 191-200 (2003) ·Zbl 1031.74040号
[44] Kim，Y。；帕克·G。；科洛奈，R。；布莱尔，M。；Canfield，R.，使用等效静载荷对连接翼进行非线性动态响应结构优化，《飞机杂志》，46，821（2009）
[45] Kim，Y.-I。；Park，G.-J.，使用等效静荷载进行非线性动态响应结构优化，计算。方法应用。机械。工程，199660-676（2010）·Zbl 1227.74045号
[46] Moon，S.J。；Yoon，G.H.，一种新开发的用于单元连接性参数化的qp-松弛方法，用于实现几何非线性结构的基于应力的拓扑优化，计算。方法应用。机械。工程，265226-241（2013）·Zbl 1286.74076号
[47] 帕里斯，J。；纳瓦里纳，F。；科罗米纳斯，I。；Casteleiro，M.，《结构拓扑优化问题中应力约束处理的改进》，J.Compute。申请。数学。，234, 2231-2238 (2010) ·Zbl 1402.74086号
[48] 邱，G。；Li，X.，关于整体应力约束推导的注释，结构。多磁盘。最佳。，40, 625 (2010) ·Zbl 1274.74379号
[49] Shigley，J.E.，Shigley’s Mechanical Engineering Design（2011），塔塔·麦格劳-希尔教育
[50] Svanberg，K.，《移动渐近线方法——结构优化的新方法》，国际J·数值。方法工程，24，359-373（1987）·Zbl 0602.73091号
[51] Fleury，C.，CONLIN：一种基于凸近似概念的高效对偶优化器，Struct。最佳。，1, 81-89 (1989)
[52] 帕里斯，J。；纳瓦里纳，F。；科罗米纳斯，I。；Casteleiro，M.，具有局部和整体应力约束的连续体结构拓扑优化，结构。多磁盘。最佳。，39, 419-437 (2009) ·Zbl 1274.74375号
[53] 帕里斯，J。；纳瓦里纳，F。；科罗米纳斯，I。；Casteleiro，M.，结构拓扑优化中应力约束的块聚合，高级工程师软件。，41, 433-441 (2010) ·Zbl 1303.74033号
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