Topology optimization of turbine disk considering maximum stress prediction and constraints

拓扑优化 压力(语言学) 应力场 拓扑(电路) 约束(计算机辅助设计) 刚度 比模量 涡轮机 数学优化 结构工程 计算机科学 数学 有限元法 机械工程 工程类 算法 几何学 哲学 组合数学 复合数 语言学
作者
Cheng YAN,Ce LIU,Han DU,Cunfu Wang,Zeyong YIN
出处
期刊:Chinese Journal of Aeronautics [Elsevier]
卷期号:36 (8): 182-206 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.cja.2023.03.019
摘要

For the stress-constrained topology optimization of a turbine disk under centrifugal loads, the jagged boundaries of the mesh and the gray densities on the solid/void interfaces could make the calculated stress field inconsistent with the actual value. It may result in overestimating the maximum stress and thus affect the effectiveness of stress constraints. This paper proposes a new method for predicting the maximum stress to overcome the difficulty. In the process, a predicted density is newly defined to obtain stable boundaries with thin layers of gray elements, a transition factor is innovatively proposed to evaluate the effects of intermediate-density elements, two different stiffness penalty schemes are flexibly used to calculate the elastic modulus of elements, and a linear stress penalty is further adopted to relax the stress field of the structure. The proposed approach for predicting the maximum stress value is verified by the analysis of a structure with smooth boundaries and the topology optimization of a turbine disk. An updating scheme of the stress constraint in the topology optimization is also developed using the predicted maximum stress. Some key ingredients affecting the optimization results are discussed in detail. The results prove the effectiveness and efficacy of the proposed maximum stress prediction and developed stress constraint methods.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
小赖想睡觉完成签到,获得积分10
刚刚
CodeCraft应助优美巨人采纳,获得10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
隐形曼青应助ttt采纳,获得10
刚刚
桥桥瞧一瞧完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
豆乳发布了新的文献求助10
1秒前
Mia233完成签到 ,获得积分10
2秒前
gis完成签到,获得积分10
3秒前
Aimer发布了新的文献求助10
3秒前
四然完成签到,获得积分10
3秒前
yznfly应助橘酥酥呀采纳,获得20
5秒前
顾化蛹完成签到,获得积分10
5秒前
大力出奇迹完成签到,获得积分10
6秒前
小杨完成签到 ,获得积分10
6秒前
eleusis完成签到 ,获得积分10
6秒前
Ustinian发布了新的文献求助10
6秒前
JamesPei应助angin采纳,获得10
6秒前
SciGPT应助阿松大采纳,获得10
7秒前
不再方里发布了新的文献求助10
7秒前
SciGPT应助点击获取采纳,获得10
7秒前
innocence完成签到,获得积分10
8秒前
开放的初之完成签到,获得积分10
10秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
dew应助畅快的夏彤采纳,获得10
13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
Predation in the Hymenoptera: An Evolutionary Perspective 1800
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1200
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5511743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4606258
关于积分的说明 14498878
捐赠科研通 4541669
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2488572
邀请新用户注册赠送积分活动 1470667
关于科研通互助平台的介绍 1442962