双尺度分级结构时域动刚度问题的并行拓扑优化

摘要：

提出双尺度分级结构时域动刚度问题的并行拓扑优化方法,实现结构宏观拓扑构型和材料微观分布协同优化.利用三场密度方法实施宏观与微观结构的设计,基于能量的均匀化方法(energy-based homogenization method,EBHM)在微观结构上计算等效的宏观力学特性.针对比例阻尼系统,将HHT-α方法作为时间积分算法,求解多尺度结构的动力学有限元模型.融合先离散-后微分方法与伴随方法,在时间与空间离散的拓扑优化模型上实施敏度分析,避免了将时间作为连续变量而导致的灵敏度计算的一致性误差问题.以多尺度结构的动柔度最小化为目标,宏观与微观结构体积为约束,分别求解了正弦半波和余弦半波冲击载荷作用下多尺度结构的并行拓扑优化问题.最后,通过2种典型算例的数值结果验证了所提算法的有效性.

关键词：双尺度分级结构、并行拓扑优化、时域动刚度、HHT-α方法、基于能量的均匀化方法(EBHM)

所属期刊栏目：42

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

资助基金：国家自然科学基金;黑龙江省自然科学基金联合引导项目

在线出版日期：2023-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：31-41