دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 137267
ترجمه فارسی عنوان مقاله

بهینه سازی توپولوژیک برای طراحی همزمان ساختارها با ساختارهای چند پچ با استفاده از مجموعه های سطح

عنوان انگلیسی
Topology optimization for concurrent design of structures with multi-patch microstructures by level sets
کد مقاله سال انتشار تعداد صفحات مقاله انگلیسی
137267 2018 38 صفحه PDF
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Volume 331, 1 April 2018, Pages 536-561

ترجمه کلمات کلیدی
بهینه سازی توپولوژی، ساختارهای سلولی، طراحی چند منظوره، روش تعیین سطح،
کلمات کلیدی انگلیسی
Topology optimization; Cellular structures; Multiscale design; Level set method;
ترجمه چکیده
این مقاله بر طراحی جدید همزمان برای ساختارهای سلولی متشکل از تکه های متعدد از میکروساختارهای مواد با استفاده از روش بهینه سازی توپولوژیک مبتنی بر مجموعه ای مبتنی بر مجموعه تمرکز دارد. ساختار ماکرو با پیکربندی خوشه ای از تکه های توزیع غیر یکنواخت توزیع شده است، در حالی که هر پچ تعدادی از میکرو سازه های یکسان را میزبانی می کند. در مقیاس بزرگ، یک رویکرد مبتنی بر چگالی عنصر گسسته ارائه شده است تا یک طرح کلی ساختاری دربرگیرد که گروه های مختلفی از تراکم عناصر گسسته را تولید کند. در میکرو مقیاس، هر عنصر ماکرو به عنوان یک ریزساختار فردی با چگالی متوسط ​​محسوب می شود. از این رو، تمام عناصر ماکرو با همان تراکم گسسته (کسر حجمی) با یک ریز ساختار منحصر به فرد نشان داده شده است. میکروساختارهای نمایشی مربوط به گروه های چگالی مختلف با استفاده از رویکرد همگن سازی عددی به یک روش تنظیم پارامتریک بهینه از لحاظ جغرافیایی بهینه می شوند. طرح های همزمان چند منظوره به یک روش بهینه سازی یکپارچه، به طوری که بهینه سازی هر دو توپولوژی برای ساختار ماکرو و ساختارهای آن، و همچنین مکان های ریزساختار در فضای طراحی. نمونه های عددی نشان می دهد که روش پیشنهادی می تواند عملکرد ساختاری را با محاسبات مقرون به صرفه و هزینه تولید بهبود ببخشد.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله  بهینه سازی توپولوژیک برای طراحی همزمان ساختارها با ساختارهای چند پچ با استفاده از مجموعه های سطح

چکیده انگلیسی

This paper focuses on the novel concurrent design for cellular structures consisting of multiple patches of material microstructures using a level set-based topological shape optimization method. The macro structure is featured with the configuration of a cluster of non-uniformly distributed patches, while each patch hosts a number of identical material microstructures. At macro scale, a discrete element density based approach is presented to generate an overall structural layout involving different groups of discrete element densities. At micro scale, each macro element is regarded as an individual microstructure with a discrete intermediate density. Hence, all the macro elements with the same discrete densities (volume fractions) are represented by a unique microstructure. The representative microstructures corresponding to different density groups are topologically optimized by incorporating the numerical homogenization approach into a parametric level set method. The multiscale concurrent designs are integrated into a uniform optimization procedure, so as to optimize both topologies for the macrostructure and its microstructures, as well as locations of the microstructures in the design space. Numerical examples demonstrate that the proposed method can substantially improve the structural performance with an affordable computation and manufacturing cost.