考虑界面力学性能的组件及结构的协同优化

亢战1刘湃1王浩淼2赵明宣2马晶1

1.大连理工大学; 2.上海市宇航系统工程研究所;

摘要：

包含多个内嵌功能组件及支撑结构的多组件结构因其轻量化、多功能等优良特性被广泛应用于航空航天等领域.已有的多组件结构拓扑优化研究大多基于理想界面假设,忽略了材料连接界面可能发生的破坏.本文针对包含多个内嵌式功能性组件的结构,考虑连接界面的力学性能,对组件的形状、布局及支撑材料的拓扑进行协同优化,以实现多组件结构的优良承载性能.首先,基于超椭圆模型对内嵌组件的形状及布局进行显式的参数化描述,并构造其水平集函数表达;进而,结合组件及支撑材料的水平集拓扑描述、内聚力模型及扩展有限元方法(extended finite element method,XFEM),在固定网格下对随优化迭代不断演化的结构拓扑及连接界…展开v

关键词：拓扑优化;内嵌式组件;连接界面;内聚力模型;扩展有限元

所属期刊栏目：53

分类号：O346(固体力学)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-11-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1758-1768