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点阵材料微极连续介质模型的应力优化设计
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:《力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O343.1[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工程力学系,工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金(10332010,10421002,90205029)和新世纪优秀人才计划(2004)资助项目
中文摘要:

在将二维周期性点阵类材料等效为具有非局部化本构的微极连续介质的基础上,运用优化技术,探讨了基于材料相对密度和微单胞特征尺度两类变量的优化结构应力的方法,给出了针对最小化结构关键部位应力、结构最大应力最小化、最大化结构关键部位安全储备三类特定目标的结构与材料一体化协同优化结果.利用圆板小孔应力集中的数值算例验证了方法的有效性.

英文摘要:

In this paper, the optimum stress distribution around a hole is investigated for LCMs materials with micropolar continuum representation to reduce the computational cost. Two classes of design variables, relative density and cell size distribution of the truss-like materials, are to be determined by optimization under the given total material volume constraint. The concurrent designs of materials and structures are obtained for three different optimization formulations. In the first formulation, one minimizes the stress around the hole; in the second formulation, one minimizes the highest stress within the whole structure. Since the yield strength of truss-like materials depends on the relative material density, we minimize the ratio of stress over the corresponding effective yield strength along the hole boundary in our third formulation, which maximizes the strength reserve, which seems more rational. Numerical results for the three objectives validate the method proposed in this paper. The influence of the ply angle (angle between the principle direction of material and the axes of system's coordinate) on the optimum result is discussed. The dependence of the optimum design on finite element meshes is also investigated.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332