A multi-material topology optimization approach to hybrid material structures with gradient lattices

均质化(气候) 格子(音乐) 插值(计算机图形学) 数学 梯度法 平衡流 拓扑优化 材料性能 拓扑(电路) 应用数学 数学分析 计算机科学 数学优化 有限元法 物理 动画 计算机图形学(图像) 生物多样性 生态学 组合数学 热力学 生物 量子力学 声学
作者
Yedan Li,Wenke Qiu,Zhen Liu,Yuhan Liu,Liang Xia
出处
期刊:Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering [Elsevier BV]
卷期号:425: 116969-116969 被引量:35
标识
DOI:10.1016/j.cma.2024.116969
摘要

In this paper, we present a novel approach for designing hybrid material structures that incorporate solid, void, and spatially-varying lattices. This approach extends the recursively defined power-law type multi-material interpolation model by incorporating additional gradient material phases. Unlike conventional models, the new extended model considers the secondary ``solid'' material phase as a type of lattice, enabling adjustment of lattice geometry and mechanical behavior with gradient control variables such as density or size. By means of numerical homogenization and interpolation, we explicitly express the effective mechanical behavior of the gradient lattice in relation to the gradient control variable. This approach enhances design freedom by allowing for flexible control of individual material volumes, and also the lower and upper bounds of gradient variables. By using implicit geometrical modeling techniques, the resulting gradient control variable field can be interpreted to create spatially-varying and smoothly-connected lattices at any arbitrary resolution. The effectiveness and flexibility of the proposed approach have been demonstrated through a series of benchmark design tests considering various lattice material types .
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
勤恳化蛹完成签到 ,获得积分10
1秒前
白瑾发布了新的文献求助10
2秒前
cnmkyt发布了新的文献求助10
2秒前
黑白年代完成签到 ,获得积分10
2秒前
华雍发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
初景应助雪山采纳,获得20
3秒前
星辰大海应助12345采纳,获得10
3秒前
Lucas应助Peng采纳,获得10
3秒前
4秒前
6秒前
JamesPei应助陈开心采纳,获得10
7秒前
zwk发布了新的文献求助10
7秒前
DKJ发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
kitty_完成签到 ,获得积分10
8秒前
L756561205发布了新的文献求助10
8秒前
华雍完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
英姑应助yx采纳,获得10
12秒前
12秒前
爱你沛沛发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
完美世界应助江666采纳,获得10
13秒前
L756561205完成签到,获得积分10
14秒前
糖糖糖完成签到,获得积分10
14秒前
imcwj发布了新的文献求助10
15秒前
独特紫夏完成签到,获得积分10
15秒前
毛毛余完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
七月发布了新的文献求助10
16秒前
丁兆勋发布了新的文献求助10
16秒前
沉静飞雪完成签到,获得积分20
16秒前
ele完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Clinical effects of budesonide oxygen driving atomization on patients with chronic obstructive pulmonary disease at acute exacerbation phase 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7569135
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9149124
关于积分的说明 19566210
捐赠科研通 7154987
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3263225
关于科研通互助平台的介绍 2429152
邀请新用户注册赠送积分活动 2253548