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考虑泊松效应的材料/结构一体化设计方法

龙凯 谷先广 韩丹

龙凯, 谷先广, 韩丹. 考虑泊松效应的材料/结构一体化设计方法[J]. 复合材料学报, 2017, 34(6): 1252-1260. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20161024.001
引用本文: 龙凯, 谷先广, 韩丹. 考虑泊松效应的材料/结构一体化设计方法[J]. 复合材料学报, 2017, 34(6): 1252-1260. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20161024.001
LONG Kai, GU Xianguang, HAN Dan. A concurrent design method for microstructures of materials and macrostructures by considering the Poisson effect[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(6): 1252-1260. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20161024.001
Citation: LONG Kai, GU Xianguang, HAN Dan. A concurrent design method for microstructures of materials and macrostructures by considering the Poisson effect[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(6): 1252-1260. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20161024.001

考虑泊松效应的材料/结构一体化设计方法

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20161024.001
基金项目: 国家自然科学基金(11202078;51405123);北京市自然科学基金(3143025);中央高校基本科研业务费专项基金(2017MS077)
详细信息
    通讯作者:

    龙凯,博士,副教授,研究方向为连续体结构拓扑优化、材料拓扑优化设计E-mail:longkai1978@163.com

  • 中图分类号: TB330.1

A concurrent design method for microstructures of materials and macrostructures by considering the Poisson effect

  • 摘要: 为实现含有不同泊松比组分复合材料的优化设计,并考虑宏观结构及复杂的边界条件,提出了考虑泊松效应的材料/结构一体化设计方法,其显著特征在于不同组分材料中引入了泊松比插值,假设宏观结构由周期性排列的复合材料组成,复合材料含两种各向同性且泊松比不同的组分材料,以静态问题中柔顺度最小化或动态问题中特征值最大化为目标以及宏微观体积比为约束建立了拓扑优化模型。采用均匀化理论预测了复合材料等效性能,推导了目标函数对宏微观密度变量的敏度表达式。分别采用密度过滤和敏度过滤来消除宏微观拓扑优化中的不稳定性现象。采用优化准则法分别更新宏观、微观密度变量,考察了微观体积比和组分材料泊松比参数对优化结果的影响。三维数值算例结果表明所提出的一体化方法具有可行性和优越性。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-15
  • 修回日期:  2016-10-13
  • 刊出日期:  2017-06-15

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