發(fā)布時間：2021-08-28 13:48

　　針對多材料連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化問題,基于3D打印技術的發(fā)展,將材料可由多種不同材料按任意比例混合組成的技術應用于多材料拓撲優(yōu)化問題中。在變密度法結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法基礎上,提出了一種雙材料混合結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化模型及其計算方法;在該模型中以單元密度作為設計變量,同時增加單元中兩種材料混合比例為設計變量;最后通過兩個算例對所提出方法的有效性進行了驗證。研究結(jié)果表明:采用該方法進行結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的同時,可以得到兩種材料的混合比例,實現(xiàn)基于各向同性固體材料插值模型（SIMP）的多材料與結(jié)構(gòu)一體拓撲優(yōu)化。 

【文章來源】：機電工程. 2020,37(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

基于OC法的多材料與結(jié)構(gòu)一體拓撲優(yōu)化方法流程圖

懸臂梁結(jié)構(gòu)設計域及邊界條件如圖2所示。圖2中,設計域尺寸為40×20,懸臂梁結(jié)構(gòu)左端固定,受力作用點集中在右側(cè)中間的一個單元節(jié)點上,初始結(jié)構(gòu)設計域離散成40×20個四節(jié)點平面應力單元。材料A的彈性模量Ea=0.5,材料B的彈性模量Eb=1。體積分數(shù)為50%,過濾半徑為1.5,懲罰因子為3,μ為0.4,移動限制為0.2;阻尼因子為1/2,設計變量初始值x為0.5,α為0.4。

根據(jù)筆者提出結(jié)構(gòu)與材料拓撲優(yōu)化算法,得出的懸臂梁優(yōu)化結(jié)果如圖3所示。圖3(a)為計算所得的拓撲結(jié)構(gòu)形狀,顏色為黑色的單元為保留單元,白色單元為去掉單元,灰色單元為密度值處于中間的單元,該類單元可根據(jù)要求保留或刪去;

【參考文獻】：
期刊論文
[1]功能梯度材料結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設計研究[J]. 邱克鵬,張衛(wèi)紅.  西北工業(yè)大學學報. 2010(06)
[2]功能梯度材料拓撲優(yōu)化研究[J]. 陸丹,劉毅.  科技導報. 2007(07)



本文編號：3368630