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题名增材制造非均匀点阵结构热弹性耦合多目标拓扑优化
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作者
丛煜昊
易斯男
赵政
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机构
大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室
北京机电工程研究所
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出处
《计算力学学报》
北大核心
2025年第4期557-563,共7页
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基金
国家自然科学基金重点项目(12332007)资助.
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文摘
面向航天结构轻量化、高承载和高导热设计需求,以具有高刚度质量比等特点的Octet晶格构成的空间非均匀点阵结构为研究对象,基于密度法建立热弹性耦合多目标拓扑优化设计模型,获得承载与传热功能一体化结构设计.首先,基于均匀化方法建立Octet晶格等效性能预测模型.进而考虑结构热弹性应力载荷,以结构刚度与传热性能为优化目标,研究了非均匀点阵结构多目标优化设计问题.其中,基于目标函数对单胞和宏观结构两个层次设计变量的灵敏度分析,同时对单胞设计参数和单胞在宏观结构中的空间分布进行优化.最后,针对非均匀点阵结构局部几何突变问题,提出了相邻点阵单胞共有杆件保体积的等直径变换和共有节点处节点球光滑化的非均匀点阵结构几何后处理方法.数值算例验证了优化设计方法的有效性和优化结果的增材制造可行性.
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关键词
非均匀点阵结构
等效热传导性能预测
热弹性耦合
几何建模
节点球光滑化
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Keywords
non-uniform lattice structure
equivalent heat conductivity prediction
thermoelastic coupling
geometric modeling
node sphere smoothing
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分类号
O342
[理学—固体力学]
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题名基于空间反射镜的点阵结构非均匀尺寸优化设计
被引量：5
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作者
张牧尧
苏云
王超
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机构
北京空间机电研究所
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出处
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2021年第2期123-129,共7页
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文摘
针对空间反射镜的高轻量化率的工作条件和工作需求,将点阵结构引入到反射镜结构设计,并基于移动阈值切面法(MIST)优化设计了非均匀点阵结构。文章以小口径190mm铝合金反射镜作为研究对象,基于MIST法将点阵杆件进行了非均匀尺寸优化。首先选择点阵单胞,对于实体设计空间进行点阵单胞的填充,实现空间反射镜的均匀点阵设计;然后基于MIST法对于均匀点阵结构进行尺寸优化,将杆件横截面积作为优化对象,得到了轻量化方案。由于反射镜的安装应力会影响面形精度,所以分析了安装应力对于反射镜的面形影响。该方法验证了优化后使用非均匀点阵尺寸优化的反射镜的轻量化率以及面形精度要求均优于传统轻量化形式反射镜,满足设计要求。
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关键词
空间反射镜
移动阈值切面法
非均匀点阵
轻量化率
拓扑优化
航天遥感
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Keywords
space mirror
Moving Iso-surface Threshold Topology(MIST)
non-uniform lattice structure
lightweight ratio
topology optimization
spacecraft remote sensing
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分类号
TH74
[机械工程—光学工程]
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