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题名基于均匀化拓扑优化的轻质多孔结构等效方法
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作者
刘辉
何彬
涂福泉
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机构
武汉科技大学机械学院
湖北理工学院机电工程学院
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2024年第11期88-92,共5页
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基金
水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金项目(2017KJX04)。
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文摘
通过拓扑优化设计得到的孔洞结构,往往不规则,甚至过于复杂、难于加工、多数需要进行二次设计,为了避免二次拓扑优化求解过程复杂、效率低、耗时长,甚至出现不收敛、棋盘格、灰色单元等情况,提出一种基于均匀化拓扑优化的轻质多孔结构等效方法。该方法首先需对研究结构进行初次拓扑优化,提取拓扑优化后的关键性能参数如应变能、最大应力、最大位移等。然后依据上述提取的参数作为后续寻求结构等效的条件。基于能量均匀化方法求解出与拓扑优化后等效的微结构。将等效微结构阵列得到的周期排列结构即为轻质多孔等效结构。最后对拓扑优化结构和轻质多孔等效结构进行有限元分析对比,验证此方法的可行性。结果表明:轻质多孔等效结构与初始拓扑结构相比,其综合性能基本不变,但因轻质多孔结构的规则性使得加工难度大大降低。
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关键词
轻质多孔结构等效
能量均匀化方法
参数化水平集方法
等效微结构
拓扑优化
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Keywords
Lightweight Porous Structure is Equivalent
Energy Homogenization Method
Parameterized Level Set Method
Equivalent Microstructure
Topological Optimization
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
TH114
[机械工程—机械设计及理论]
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