基于应变能动态聚类的梯度点阵结构优化设计

摘要：

为了优化具有空间渐变几何特点的梯度点阵结构,促使有限材料在宏观结构中实现合理分布,提出结合动态聚类的两尺度并发拓扑优化方法.在整个优化过程中,微结构分区方式可以通过K-means聚类方法基于当前的宏观单元应变能进行聚类更新,获得比静态分区更为合理的微结构分布方式;并引入微结构转角变量,根据结构主应力方向来布置微结构转角,获得更为合理的宏观结构传力路径.数值算例表明,相较于传统指定材料区域的静态分区方法,该方法可以更为有效地进行材料分布,充分利用材料的各向异性,提升结构性能.

关键词：梯度点阵结构、拓扑优化、动态聚类、K-means方法、映射方法

所属期刊栏目：55

分类号：O34(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;机械结构力学及控制国家重点实验室自主课题;江苏省自然科学基金

在线出版日期：2023-03-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：58-66