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基于固定网格法的力-热多功能超材料拓扑优化设计及多级晶格填充
1
作者
陈雪乾
任宏塬
+2 位作者
张海西
周平章
杜建镔
《航空制造技术》
北大核心
2025年第15期82-91,共10页
针对超材料的复杂几何形状和多层次等特性,提出了基于固定网格技术的超材料仿真分析和拓扑优化方法,无须人工划分贴合几何外形的有限元网格,即可大幅降低前处理时间。采用基于四叉树/八叉树的局部自适应加密技术,在不增加有限元分析计...
针对超材料的复杂几何形状和多层次等特性,提出了基于固定网格技术的超材料仿真分析和拓扑优化方法,无须人工划分贴合几何外形的有限元网格,即可大幅降低前处理时间。采用基于四叉树/八叉树的局部自适应加密技术,在不增加有限元分析计算量的前提下,既保证了结构分析精度,同时可获得更高分辨率的拓扑优化结果。基于该方法,建立了同时考虑传力、散热的多功能超材料拓扑优化模型,并以三周期极小曲面(Triply periodic minimal surface,TPMS)复合加筋结构为优化对象进行了数值实现和验证。本文方法已在国产全自主CAX工业软件OptFuture中实现。此外,面向超材料结构的多级减重需求,依托OptFuture软件实现了超材料多级晶格设计填充,进一步拓展了超材料的轻量化设计潜力。
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关键词
固定网格法
拓扑优化
超材料
力热多功能设计
多级晶格填充
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职称材料
题名
基于固定网格法的力-热多功能超材料拓扑优化设计及多级晶格填充
1
作者
陈雪乾
任宏塬
张海西
周平章
杜建镔
机构
清华大学
航天航空学院
北京优解未来科技有限公司
清华大学柔性电子技术国家级重点实验室
出处
《航空制造技术》
北大核心
2025年第15期82-91,共10页
基金
国家自然科学基金面上项目(12272200)
北京优解未来科技有限公司项目(20212002316)。
文摘
针对超材料的复杂几何形状和多层次等特性,提出了基于固定网格技术的超材料仿真分析和拓扑优化方法,无须人工划分贴合几何外形的有限元网格,即可大幅降低前处理时间。采用基于四叉树/八叉树的局部自适应加密技术,在不增加有限元分析计算量的前提下,既保证了结构分析精度,同时可获得更高分辨率的拓扑优化结果。基于该方法,建立了同时考虑传力、散热的多功能超材料拓扑优化模型,并以三周期极小曲面(Triply periodic minimal surface,TPMS)复合加筋结构为优化对象进行了数值实现和验证。本文方法已在国产全自主CAX工业软件OptFuture中实现。此外,面向超材料结构的多级减重需求,依托OptFuture软件实现了超材料多级晶格设计填充,进一步拓展了超材料的轻量化设计潜力。
关键词
固定网格法
拓扑优化
超材料
力热多功能设计
多级晶格填充
Keywords
Fixed grid method
Topology optimization
Metamaterials
Mechanical-thermal multifunction design
Multi level lattice filling
分类号
V25 [一般工业技术—材料科学与工程]
TB3 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于固定网格法的力-热多功能超材料拓扑优化设计及多级晶格填充
陈雪乾
任宏塬
张海西
周平章
杜建镔
《航空制造技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
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