多材料拓扑优化结构

显式几何大幅降维

用可移动变形孔洞显式描述各相材料,在有限变形下给出与传统小变形假设截然不同的复合材料空间布局。

杜宗亮 · Guo, Yunhang · 刘畅 · 张维声 · Xue, Riye · Guo, Yilin · 唐山 · 郭旭

Composite Structures 2024

技术优势

显式几何描述

采用多组3D可移动变形孔洞(MMV)对各相材料进行显式几何描述,便于直接提取和制造。

设计变量大幅减少

显式描述显著减少了优化问题中的设计变量数量,提升了计算效率。

缓解收敛问题

通过拓扑描述与有限元分析的解耦,可去除低密度单元,从而缓解有限变形分析中的收敛困难,节省计算资源。

揭示荷载依赖性

数值实验表明,在有限变形下优化出的各相材料分布受外荷载幅值显著影响,设计人员需要根据实际工况定制结构。

应用场景