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多相多孔材料/结构的集成优化设计
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:航空学报
  • 时间:0
  • 页码:186-192
  • 语言:中文
  • 分类:V214.8[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]南昌航空大学航空号机械工程学院,江西南昌330063, [2]西北工业大学中法并行工程联合实验室,陕西西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金(10676028,50775184,90405016);航空科学基金(2006ZA53006,2006ZE56006);国家“973”基础研究(2006CB601205);国家“863”计划(2006AA04Z122);南昌航空大学科研基金(EA200703093)
  • 相关项目:复杂工况下涡轮静子系统承力结构的布局优化设计技术研究
中文摘要:

采用均匀化方法,以宏观结构柔顺度为优化目标,开展了多相多孔材料/结构的集成优化设计。借鉴仿生思想,提出两尺度材料/结构构成模型,归纳出微结构精细设计的选择判据。结合伪密度法和周长控制消除了多相材料分布的棋盘格。采用分层优化方法并结合算例研究了实体材料模量相对比值、材料组分变化对优化结果的影响。计算结果说明所提出的结构构成模型能有效地应用于多相多孔材料/结构的优化设计,为新型多功能材料/结构的设计拓宽了思路。

英文摘要:

This article presents an extension of the integrated design methodology for topology optimization to multiphase porous materials and structures through maximizing the global stiffness of the overall structure based on the homogenization method.Drawing on concepts in bionics,a two-scale integrated design model of material and structure is proposed,and the criteria for the selection of the fine design of multiphase microstructures are obtained.Combining perimeter constraints and the solid isotropic material with penalization(SIMP) law,the optimal distributions of multiphase materials are obtained by elimination of checkerboards.Influences of the elastic module ratio and the volume fraction of solid phases on optimal design are investigated.Numerical results show that the model is well adapted to the design of multiphase porous materials and structures such as honeycomb panels and sandwich panels.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
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  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,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)
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