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基于移動可變形孔洞方法的超彈性結構拓撲優化
薛日野; 杜宗亮; 郭旭 大連理工大學工程力學系; 工業裝備結構分析國家重點實驗室; 國際計算力學研究中心; 大連116024
關鍵詞：拓撲優化 移動可變形孔洞 b樣條曲線 超彈性結構
摘要：現有隱式拓撲優化方法在進行超彈性結構拓撲優化設計時,具有設計變量多、中間設計有限元分析存在嚴重的收斂性和設計結果無法直接導入CAD/CAE系統等問題。為解決這些問題,提出了一種基于移動可變形孔洞的顯式拓撲優化方法來進行承受大變形的超彈性結構設計,材料本構采用常用的Mooney-Rivlin模型。首先,介紹了移動可變形孔洞方法的基本思想和可變形孔洞的顯式描述方法;其次,構造了基于移動可變形孔洞方法的超彈性結構拓撲優化的數學列式,給出了相應的靈敏度結果;最后,通過數值算例驗證了本方法的有效性。數值結果表明,該方法可以通過較少的設計變量和非常穩健的優化過程,給出邊界由B樣條曲線描述且可與CAD/CAE軟件無縫連接的超彈性結構設計。
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