Optimización Topológica de Estructuras Geométricamente No Lineales Basada en un Esquema de Interpolación de Materiales Auto-Adaptativo
Autores: Liang, Junwen; Zhang, Xianmin; Zhu, Benliang; Wang, Rixin; Cui, Chaoyu; Zhang, Hongchuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización Topológica de Estructuras Geométricamente No Lineales Basada en un Esquema de Interpolación de Materiales Auto-Adaptativo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Método propuesto
Esquema de interpolación de materiales auto-adaptativos
Inestabilidad numérica
Método basado en densidad
Resistencia a la deformación
Método de ley de potencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se propone un esquema de interpolación de material auto-adaptativo simple y efectivo para resolver el problema de inestabilidad numérica, que puede ocurrir en la optimización topológica considerando la no linealidad geométrica al utilizar el método basado en densidad. El concepto principal del método propuesto gira en torno a mejorar la resistencia a la deformación de los elementos de densidad mínima o densidad intermedia, evitando así la inestabilidad numérica debido a la distorsión excesiva de estos elementos. El esquema de interpolación de material auto-adaptativo propuesto se basa en el método de ley de potencia, y la rigidez de los elementos de densidad mínima o densidad intermedia se puede ajustar mediante un solo parámetro. Durante el proceso de optimización, el parámetro se cambiará de acuerdo con una estrategia de ajuste adaptativo para garantizar que los elementos dentro del dominio de diseño no se distorsionen en exceso, mientras que el comportamiento mecánico de la estructura se puede aproximar con una precisión aceptable. Se presentan ejemplos numéricos de minimización de cumplimiento y maximización del desplazamiento de la estructura para probar la validez del esquema de interpolación de material auto-adaptativo propuesto.
Descripción
En este artículo, se propone un esquema de interpolación de material auto-adaptativo simple y efectivo para resolver el problema de inestabilidad numérica, que puede ocurrir en la optimización topológica considerando la no linealidad geométrica al utilizar el método basado en densidad. El concepto principal del método propuesto gira en torno a mejorar la resistencia a la deformación de los elementos de densidad mínima o densidad intermedia, evitando así la inestabilidad numérica debido a la distorsión excesiva de estos elementos. El esquema de interpolación de material auto-adaptativo propuesto se basa en el método de ley de potencia, y la rigidez de los elementos de densidad mínima o densidad intermedia se puede ajustar mediante un solo parámetro. Durante el proceso de optimización, el parámetro se cambiará de acuerdo con una estrategia de ajuste adaptativo para garantizar que los elementos dentro del dominio de diseño no se distorsionen en exceso, mientras que el comportamiento mecánico de la estructura se puede aproximar con una precisión aceptable. Se presentan ejemplos numéricos de minimización de cumplimiento y maximización del desplazamiento de la estructura para probar la validez del esquema de interpolación de material auto-adaptativo propuesto.