基于并行策略的热固耦合多材料柔顺机构设计

摘要：

热效应在结构设计领域受到广泛的重视,文中利用拓扑优化的方法,对热驱动柔顺机构设计进行了研究,提出了相应的基于并行策略的求解模型.该模型的核心是将一个复杂的多材料热固耦合问题离散成为单材料热固耦合子问题,然后对这些子问题并行求解,并根据整体目标的需要,对所有子问题的解进行调整以得到原始问题的解.对所有的单材料子问题,基于SIMP(固体各向同性材料惩罚模型)材料插值模型,建立了热固耦合拓扑优化求解模型,然后利用顺序耦合方法进行热-结构多物理场耦合分析,独立并行求解.该模型在理论和实践上都比较简单,可以处理任意多种材料,并且可以避免零碎的拓扑结构,因而有利于制造.文中还通过数值算例说明了此方法的有效性.

关键词：拓扑优化、柔顺机构、热固耦合、敏度分析

所属期刊栏目：44

分类号：TB112;TB114(工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51205134,51575187,91223201;广州市产学研协同创新重大专项2014Y2-00217;广东省自然科学基金资助项目S2013030013355;黄埔区重大专项20150000661;华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目2015ZZ007Supported by the National Natural Science Foundation of China51205134,51575187,91223201;the Natural Science Foundation of Guangdong ProvinceS2013030013355

在线出版日期：2017-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：22-29