×
王伟伟;叶红玲;李宗翰;隋云康

具有屈曲和位移约束的圆盘结构拓扑优化。 （英语） Zbl 1523.74151号

工程优化。 55，编号1，35-52（2023）.
摘要：本文提出了一种新的拓扑优化框架，该框架以关键节点位移和临界屈曲载荷因子为约束，以确保扭转圆盘结构的设计不仅满足面内变形的抵抗能力，而且不会导致面外屈曲失效。基于静力分析和屈曲分析的结果，应用复合指数滤波函数和泰勒展开法获得结构性能与拓扑设计变量之间的近似显式函数。采用双序列二次规划算法求解显式拓扑优化模型。此外，开发了一种自适应图像滤波技术，以克服网格尺寸发生显著变化的圆盘有限元模型中出现的数值不稳定性问题。最后，给出了扭转圆盘结构的一些设计，以说明该方法的有效性和可行性。

MSC公司：

第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
74G60型 分叉和屈曲
90C20个 二次规划
90 C90 数学规划的应用

关键词：

拓扑优化;扭转圆盘结构;位移约束;屈曲约束
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{W.Wang}等人，工程优化。55，编号1，35-52（2023；Zbl 1523.74151）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Aage，N。；安德烈森，E。；拉扎罗夫，B.S。；Sigmund，O.，《飞机翼镜鸟类解剖的超级计算机重新设计》，《自然》（2017）·doi:10.1038/nature.2017.22759
[2] 博格斯，P.T。；Tolle，J.W.，《大规模非线性优化的序列二次规划》，《计算与应用数学杂志》，124，1-2，123-137（2000）·Zbl 0967.65076号 ·doi:10.1016/S0377-0427（00）00429-5
[3] Browne，P.A。；巴德，C。；新墨西哥州古尔德。；金·H·A。；Scott，J.A.，《使用一阶导数的二进制编程快速方法及其在屈曲约束拓扑优化中的应用》，《国际工程数值方法杂志》，92，12，1026-1043（2012）·Zbl 1352.74234号 ·doi:10.1002/nme.4367
[4] 布鲁吉，M。；Duysinx，P.，《具有柔度和应力约束的最小重量拓扑优化》，结构和多学科优化，46，3，369-384（2012）·Zbl 1274.74219号 ·doi:10.1007/s00158-012-0759-7
[5] 陈，Q。；张晓明。；Zhu，B.L.，《几何非线性结构、结构和多学科优化213线拓扑优化规范》，59，5，1863-1879（2019）·doi:10.1007/s00158-018-2138-5
[6] Cheng，G.D。；Xu，L.，平面外屈曲约束下加筋或多孔板的两尺度拓扑设计优化，结构和多学科优化，54，51283-1296（2016）·doi:10.1007/s00158-016-1542-y
[7] 科莱，M。；布鲁吉，M。；Duysinx，P.，《具有柔顺性和简化标称应力约束的最小重量拓扑优化，抗疲劳，结构和多学科优化》，55，839-855（2017）·doi:10.1007/s00158-016-1510-6
[8] 邓，S.G。；Suresh，K.，《热弹性屈曲下的拓扑优化，结构和多学科优化》，55，5，1759-1772（2017）·doi:10.1007/s00158-016-1611-2
[9] 杜建忠。；Guo，Y.H。；陈振明。；Sui，Y.K.，基于独立连续映射法的考虑损伤的连续结构拓扑优化，机械学报，35，2，433-444（2018）·doi:10.1007/s10409-018-0807-7
[10] 邓宁，P.D。；奥夫钦尼科夫，E。；斯科特·J。；Kim，H.A.，使用高效且稳健的特征解的多线性屈曲约束的水平集拓扑优化，国际工程数值方法杂志，107，12，1029-1053（2016）·Zbl 1352.74237号 ·doi:10.1002/nme.5203
[11] Eschenauer，H.A。；Olhoff，N.，连续体结构的拓扑优化：综述，应用力学评论，54，4331-390（2001）·数字对象标识代码：10.1115/1.1388075
[12] 高小杰。；Ma，H.T.，屈曲约束下连续结构的拓扑优化，计算机与结构，157，C，142-152（2015）·doi:10.1016/j.compstruc.2015.05.020
[13] 关，H。；陈永杰。；Loo，Y.C。；谢永明。；Steven，G.P.，《应力、位移和频率约束下的桥梁拓扑优化》，计算机与结构，81，3，131-145（2003）·doi:10.1016/S0045-7949（02）00440-6
[14] Kriegesmann，B。；Lüdeker，J.K.，使用一阶二阶矩方法的鲁棒柔顺拓扑优化，结构和多学科优化，60，1，269-286（2019）·doi:10.1007/s00158-019-02216-8
[15] Lim，J。；你，C。；Dayyani，I.，周期性空间框架结构的多目标拓扑优化和结构分析，材料与设计，190，1-16（2020）·doi:10.1016/j.matdes.2020.108552
[16] Lindgaard，E。；Dahl，J.，《直通问题拓扑优化中的柔度和屈曲目标函数，结构和多学科优化》，47，3，409-421（2013）·兹比尔1274.74363 ·doi:10.1007/s00158-012-0832-2
[17] Long，K。；王，X。；Gu，X.G.，多材料拓扑优化中的局部最优和互易变量求解，结构和多学科优化，57，3，1283-1295（2018）·doi:10.1007/s00158-017-1811-4
[18] 卢，Y。；Tong，L.，设计相关压力载荷下柔性机构和结构的拓扑优化，结构和多学科优化，631889-1906（2021）·doi:10.1007/s00158-020-02786-y
[19] 罗庆堂。；Tong，L.Y.，使用移动等表面阈值法进行最大线性屈曲荷载的结构拓扑优化，结构和多学科优化，52，1，71-90（2015）·doi:10.1007/s00158-015-1286-0
[20] 牛，C。；Zhang，W.H。；Gao，T.，接触压力均匀性的连续结构拓扑优化，结构和多学科优化，60，1，185-210（2019）·doi:10.1007/s00158-019-02208-8
[21] Sigmund，O.，用于拓扑优化、结构和多学科优化的基于形态学的黑白滤波器，33，4-5，401-424（2007）·文件编号：10.1007/s00158-006-0087-x
[22] 西格蒙德，O。；Peterson，J.，《拓扑优化中的数值不稳定性：棋盘、网格相关性和局部极小值处理程序综述》，结构优化，16，1，68-75（1998）·doi:10.1007/BF01214002
[23] Sui，Y.K。；彭晓瑞，基于阶跃函数的连续结构ICM方法拓扑优化建模、求解及应用（2018），北京：清华大学出版社，北京
[24] Sui，Y.K。；彭晓瑞，一类可分离凸规划问题的对偶规划显式模型及求解方法，工程优化，51，7-9，1604-1625（2019）·兹比尔1523.90276 ·doi:10.1080/0305215X.2018.1531988年
[25] Sun，S.H。；Yu，T.T。；Nguyen，T.T。；阿托什琴科，E。；Bui，T.Q.，基于IGABEM和粒子群优化算法的结构形状优化，边界元工程分析，88，26-40（2018）·Zbl 1403.74234号 ·doi:10.1016/j.enganabound.2017.12.007
[26] Teimouri，M。；Asgari，M.，连续结构刚度和基本固有频率的多目标BESO拓扑优化算法，结构工程与力学，72，2，181-190（2019）·doi:10.12989/sem.2019.72.2.000
[27] 汤姆森，C.R。；Wang，F。；Sigmund，O.，基于线性分叉分析的二维周期材料屈曲强度拓扑优化，应用力学与工程中的计算机方法，339，115-136（2018）·Zbl 1440.74313号 ·doi:10.1016/j.cma.2018.04.031
[28] 王，C。；徐，B。；段，Z。；Rong，J.H.，《考虑性能和可制造性的结构拓扑优化：强度、刚度和连通性，结构和多学科优化》，63，3，1427-1453（2021）·doi:10.1007/s00158-020-02769-z
[29] Wang，W.W。；Ye，H.L。；Sui，Y.K.，使用独立连续映射法进行屈曲和频率约束的轻量化拓扑优化，机械学报，32，3，310-325（2019）·doi:10.1007/s10338-019-00088-5
[30] 王，C。；Yu，T.T。；库里尔·索萨，J.L。；谢新光。；Bui，T.Q.，FG板材等几何多目标尺寸优化的自适应混沌粒子群算法，结构和多学科优化，60，2，757-778（2019）·doi:10.1007/s00158-019-02238-2
[31] 王，C。；Yu，T.T。；邵国杰。；Bui，T.Q.，压电功能梯度板形状控制的多目标等几何综合优化，应用力学和工程中的计算机方法，377113698（2021）·Zbl 1506.74323号 ·doi:10.1016/j.cma.2021.113698
[32] 王，B。；周永明。；Xu，S.L。；牛斌，拓扑优化、结构和多学科优化的多样竞争设计，57，2，891-902（2018）·doi:10.1007/s00158-017-1762-9
[33] 王，G。；朱博士。；刘，N。；Zhao，W.，复合载荷工况和约束下柔性并联平面机构的多目标拓扑优化，微型机，8，9，1-26（2017）·doi:10.3390/mi8090279
[34] Wilson，R.B.，凹规划的简单算法，博士论文（1963），哈佛大学
[35] 杨，Z。；Bai，Y。；Chen，X.，在刚度和频率约束下实现质量最小化的柔性臂导向机构的拓扑和尺寸同步优化设计，工程优化，49，6，948-961（2017）·doi:10.1080/0305215X.2016.1233002
[36] Yang，K。；赵Z.L。；何义忠。；周，S.W。；周，Q。；黄，W.X。；谢永明，《实现多样化和竞争性结构设计的简单有效策略》，《极限力学快报》，2019年第30期，第1-6页·doi:10.1016/j.eml.2019.100481
[37] Ye，H.L。；Dai，Z.J。；Wang，W.W。；Sui，Y.K.，具有位移约束的多材料连续体结构拓扑优化的ICM方法，机械学报，35，3552-562（2019）·doi:10.1007/s10409-018-0827-3
[38] Ye，H.L。；Wang，W.W。；陈，N。；Sui，Y.K.，基于独立连续拓扑变量的正交异性材料屈曲问题板壳结构拓扑优化，机械学报，33，5，899-911（2017）·Zbl 1380.74077号 ·doi:10.1007/s10409-017-0648-9
[39] 郑，J。；罗，Z。；江，C。；Li，B.Y。；Wu，J.L.，基于非概率可靠性的多维平行管凸模型拓扑优化，结构与多学科优化，57，6，2205-2221（2018）·doi:10.1007/s00158-017-1851-9
[40] 左，Z.H。；谢永明。；Huang，X.，多位移和频率约束结构的进化拓扑优化，结构工程进展，15，2，385-398（2012）·doi:10.1260/1369-4332.15.2.359
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。