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多梯度组合的拓扑优化。 (英语) Zbl 1507.74294号

总结:本文提出了一种结合拓扑优化的功能梯度复合材料设计的计算方法。很明显,大多数外骨骼中的外壳堆叠顺序维持了它们的体重,并保护了大部分环境影响。该功能有效地提高了结构在支持冲击波或防御失效扩展方面的稳健性。仿效生物灵感层压的成果,壳体被层压在涂层结构中,并被指定为具有最佳方向的正交异性。在不引入任何新变量的情况下,由两步滤波器和多梯度拓扑优化过程扩展的插值模型精确地定义了候选材料的位置。此外,在两步滤波后,在梯度范数中再进行一次平滑和投影,以消除相邻边界的干扰。在每层中引入四种典型材料,并通过底部的能量法和边界的梯度法优化其方向。我们讨论了两个基准问题和一个应用案例,以证明该过程的有效性和方向独立性。通过应力和屈曲分析,将优化后的结构与单层涂层的结果进行了比较。所提出的多层复合材料可以通过纤维缠绕工艺或热成型工艺制造。

理学硕士:

第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
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全文: 内政部

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