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考虑惯性载荷的多材料结构拓扑优化
引用本文:REN Yiru?,YANG Linhai,MI Dong,ZHANG Lizhang,HE Jie,XIANG Jianhui. 考虑惯性载荷的多材料结构拓扑优化[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2023, 0(10): 135-141
作者姓名:REN Yiru?  YANG Linhai  MI Dong  ZHANG Lizhang  HE Jie  XIANG Jianhui
作者单位:(1.湖南大学 机械与运载工程学院, 湖南 长沙 410082;2.中国航发湖南动力机械研究所, 湖南 株洲412002)
摘    要:基于导重法构建了惯性载荷作用下的多材料结构拓扑优化数学模型,在体积约束下使得其结构柔度最小.将多材料拓扑优化问题分解为一系列单材料拓扑优化问题,采用材料属性有理近似模型(Rational Approximation of Material Properties,RAMP)来表达密度与弹性模量间假定的非线性函数关系,利用导重法建立惯性载荷下设计变量的迭代表达式并通过数值算例验证导重法在考虑惯性载荷作用下多材料结构拓扑优化的有效性.算例结果表明:RAMP插值方法相比其他常用插值模型得到的拓扑构型更清晰,灰度单元更少,在算例1的对比中结构柔度最高降低了35.2%.受惯性载荷影响越大的设计区域其分布的材料弹性模量越大,且高模量密度比能够显著提升结构刚度.

关 键 词:导重法  惯性载荷  拓扑优化  数值模型  多材料结构

Topology Optimization of Multi-material Structures Considering Inertial Loads
REN Yiru?,YANG Linhai,MI Dong,ZHANG Lizhang,HE Jie,XIANG Jianhui. Topology Optimization of Multi-material Structures Considering Inertial Loads[J]. Journal of Hunan University(Naturnal Science), 2023, 0(10): 135-141
Authors:REN Yiru?  YANG Linhai  MI Dong  ZHANG Lizhang  HE Jie  XIANG Jianhui
Abstract:
Keywords:
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