Topology optimization of thin-walled structures with directional straight stiffeners

拓扑优化 拓扑(电路) 叠加原理 有限元法 领域(数学) 代表(政治) 数学 数学优化 工程类 结构工程 数学分析 政治学 政治 组合数学 法学 纯数学
作者
Zhaoyou Sun,Yaguang Wang,Zhonghao Gao,Yangjun Luo
出处
期刊:Applied Mathematical Modelling [Elsevier BV]
卷期号:113: 640-663 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.apm.2022.09.027
摘要

Continuum topology optimization is a powerful method to find the optimal design of structures. However, it usually leads to complex nonregular configurations of stiffeners for thin-walled structures, which are difficult to manufacture using traditional production techniques. Therefore, this study proposes a novel topology representation and optimization method for thin-walled structures with directional straight stiffeners using the material-field series expansion and multifield superposition. The material field function with an anisotropic correlation is introduced to describe the straight stiffeners in a given direction, and the entire stiffeners’ topology is represented by the superposition of multiple material fields. Moreover, the stiffener's direction can be designed because of the inherent merit of separating the material field and the finite element mesh. The proposed method connects the characteristics of regular shape and topology of directional straight stiffeners into the optimization model without introducing additional manufacturing constraints. The optimization model is effectively solved using a gradient-based optimization algorithm incorporating the design sensitivity information. Several numerical examples are presented to demonstrate that the proposed method can successfully obtain the optimized topology while being easy to manufacture in stiffened structures design problems.

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
复杂冬菱完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
木槿完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
谦让的乾完成签到,获得积分20
4秒前
明理觅风发布了新的文献求助10
4秒前
韵诗发布了新的文献求助10
5秒前
Ava应助张杰采纳,获得10
6秒前
Z66完成签到,获得积分10
6秒前
胡萝卜完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
iris2333发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
谦让的乾发布了新的文献求助10
11秒前
喵喵拳完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Lucas应助Catherine采纳,获得10
12秒前
Jasper应助小飞采纳,获得10
14秒前
16秒前
米兰小铁匠完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
李幻鹰发布了新的文献求助10
17秒前
大个应助感动的博超采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
cmuzf完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
李健应助iris2333采纳,获得10
22秒前
23秒前
23秒前
24秒前
脱羰甲酸发布了新的文献求助10
26秒前
瑞子发布了新的文献求助10
27秒前
诩阽完成签到,获得积分10
27秒前
wy发布了新的文献求助30
27秒前
高分求助中
(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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6439769
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253666
关于积分的说明 17567458
捐赠科研通 5497826
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899425
邀请新用户注册赠送积分活动 1876203
关于科研通互助平台的介绍 1716650