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考虑最小尺寸精确控制的SIMP和MMC混合拓扑优化方法
被引量：
3
1
作者
廉睿超
敬石开
+2 位作者
李营
肖登宝
陈阳
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期3524-3537,共14页
拓扑优化作为一种先进设计方法,已被成功用于多个学科领域优化问题求解,但从拓扑优化结果到其工程应用之间仍存在诸多阻碍,如在结构设计中存在难以制造的小孔或边界裂缝和单铰链连接等.在拓扑优化设计阶段考虑结构最小尺寸控制是解决上...
拓扑优化作为一种先进设计方法,已被成功用于多个学科领域优化问题求解,但从拓扑优化结果到其工程应用之间仍存在诸多阻碍,如在结构设计中存在难以制造的小孔或边界裂缝和单铰链连接等.在拓扑优化设计阶段考虑结构最小尺寸控制是解决上述问题的一种有效手段.在最小尺寸控制的结构拓扑优化方法中,通用性较强的固体各向同性材料惩罚法SIMP优化结果边界模糊不光滑,包含精确几何信息的移动变形组件法MMC对初始布局具有较强依赖性.本文提出一种考虑最小尺寸精确控制的SIMP和MMC混合拓扑优化方法.所提方法继承了二者优势,避免了各自缺点.在该方法中,首先采用活跃轮廓算法ACWE获取SIMP输出的拓扑结构边界轮廓数据,提出了SIMP优化结果到MMC组件初始布局的映射方法.其次,通过引入组件的3个长度变量,建立了半圆形末端的多变形组件拓扑描述函数模型.最后,以组件厚度变量为约束,构建了考虑结构最小尺寸控制的拓扑优化模型.采用最小柔度问题和柔性机构问题验证了所提方法的有效性.数值结果表明,所提方法在无需额外约束的条件下,仅通过组件厚度变量下限设置,可实现整体结构的最小尺寸精确控制,并获得了具有全局光滑的拓扑结构边界.
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关键词
固体
各向同性
材料
惩罚
法
移动变形组件
法
混合拓扑优化
拓扑描述
函数
最小尺寸控制
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职称材料
基于拓扑优化的电动汽车车身结构概念设计
被引量：
8
2
作者
王文伟
姜卫远
+1 位作者
高丰岭
程雨婷
《汽车安全与节能学报》
CAS
CSCD
2016年第2期182-187,共6页
为了探索适用于电动汽车特点且满足性能要求的车身结构,该文在白车身概念设计阶段,建立新的底盘三维拓扑优化设计空间。基于变密度拓扑优化方法中的各向同性固体材料惩罚函数法(SIMP),考虑到电动汽车车身结构与传统燃油车相比存在的诸...
为了探索适用于电动汽车特点且满足性能要求的车身结构,该文在白车身概念设计阶段,建立新的底盘三维拓扑优化设计空间。基于变密度拓扑优化方法中的各向同性固体材料惩罚函数法(SIMP),考虑到电动汽车车身结构与传统燃油车相比存在的诸多差异,针对弯曲、扭转、正面碰撞和追尾4个工况,分别制定了优化目标,开展单目标拓扑优化设计,得到电动汽车底盘结构中最优的载荷传递路径以及各支架之间的空间连接方式。结果表明:该优化设计满足电动汽车设计要求,可为车身结构下一步详细设计和其它车型的车身开发提供参考依据。
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关键词
电动汽车
车身结构
概念设计
拓扑优化
各向同性
固体
材料
惩罚
函数
法
(
simp
)
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职称材料
题名
考虑最小尺寸精确控制的SIMP和MMC混合拓扑优化方法
被引量：
3
1
作者
廉睿超
敬石开
李营
肖登宝
陈阳
机构
北京理工大学先进结构技术研究院
北京理工大学机械与车辆学院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期3524-3537,共14页
基金
国家重点研发资助项目(2017YFB1102804)。
文摘
拓扑优化作为一种先进设计方法,已被成功用于多个学科领域优化问题求解,但从拓扑优化结果到其工程应用之间仍存在诸多阻碍,如在结构设计中存在难以制造的小孔或边界裂缝和单铰链连接等.在拓扑优化设计阶段考虑结构最小尺寸控制是解决上述问题的一种有效手段.在最小尺寸控制的结构拓扑优化方法中,通用性较强的固体各向同性材料惩罚法SIMP优化结果边界模糊不光滑,包含精确几何信息的移动变形组件法MMC对初始布局具有较强依赖性.本文提出一种考虑最小尺寸精确控制的SIMP和MMC混合拓扑优化方法.所提方法继承了二者优势,避免了各自缺点.在该方法中,首先采用活跃轮廓算法ACWE获取SIMP输出的拓扑结构边界轮廓数据,提出了SIMP优化结果到MMC组件初始布局的映射方法.其次,通过引入组件的3个长度变量,建立了半圆形末端的多变形组件拓扑描述函数模型.最后,以组件厚度变量为约束,构建了考虑结构最小尺寸控制的拓扑优化模型.采用最小柔度问题和柔性机构问题验证了所提方法的有效性.数值结果表明,所提方法在无需额外约束的条件下,仅通过组件厚度变量下限设置,可实现整体结构的最小尺寸精确控制,并获得了具有全局光滑的拓扑结构边界.
关键词
固体
各向同性
材料
惩罚
法
移动变形组件
法
混合拓扑优化
拓扑描述
函数
最小尺寸控制
Keywords
simp
MMC
hybrid topology optimization
topology description function
minimum size control
分类号
O346 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
基于拓扑优化的电动汽车车身结构概念设计
被引量：
8
2
作者
王文伟
姜卫远
高丰岭
程雨婷
机构
北京理工大学电动车辆国家工程实验室
北京电动车辆协同创新中心
出处
《汽车安全与节能学报》
CAS
CSCD
2016年第2期182-187,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51205023)
国家科技支撑计划项目(2014BAG02B02)
文摘
为了探索适用于电动汽车特点且满足性能要求的车身结构,该文在白车身概念设计阶段,建立新的底盘三维拓扑优化设计空间。基于变密度拓扑优化方法中的各向同性固体材料惩罚函数法(SIMP),考虑到电动汽车车身结构与传统燃油车相比存在的诸多差异,针对弯曲、扭转、正面碰撞和追尾4个工况,分别制定了优化目标,开展单目标拓扑优化设计,得到电动汽车底盘结构中最优的载荷传递路径以及各支架之间的空间连接方式。结果表明:该优化设计满足电动汽车设计要求,可为车身结构下一步详细设计和其它车型的车身开发提供参考依据。
关键词
电动汽车
车身结构
概念设计
拓扑优化
各向同性
固体
材料
惩罚
函数
法
(
simp
)
Keywords
electric vehicle
body structure
conceptual design
topology optimization
solid isotropic material with penalization（
simp
）
分类号
U469.72 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑最小尺寸精确控制的SIMP和MMC混合拓扑优化方法
廉睿超
敬石开
李营
肖登宝
陈阳
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
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职称材料
2
基于拓扑优化的电动汽车车身结构概念设计
王文伟
姜卫远
高丰岭
程雨婷
《汽车安全与节能学报》
CAS
CSCD
2016
8
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职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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