針對(duì)多材料連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化問題,基于3D打印技術(shù)的發(fā)展,將材料可由多種不同材料按任意比例混合組成的技術(shù)應(yīng)用于多材料拓?fù)鋬?yōu)化問題中。在變密度法結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法基礎(chǔ)上,提出了一種雙材料混合結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型及其計(jì)算方法;在該模型中以單元密度作為設(shè)計(jì)變量,同時(shí)增加單元中兩種材料混合比例為設(shè)計(jì)變量;最后通過兩個(gè)算例對(duì)所提出方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明:采用該方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的同時(shí),可以得到兩種材料的混合比例,實(shí)現(xiàn)基于各向同性固體材料插值模型（SIMP）的多材料與結(jié)構(gòu)一體拓?fù)鋬?yōu)化。 

【文章來源】：機(jī)電工程. 2020,37(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

基于OC法的多材料與結(jié)構(gòu)一體拓?fù)鋬?yōu)化方法流程圖

懸臂梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)域及邊界條件如圖2所示。圖2中,設(shè)計(jì)域尺寸為40×20,懸臂梁結(jié)構(gòu)左端固定,受力作用點(diǎn)集中在右側(cè)中間的一個(gè)單元節(jié)點(diǎn)上,初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)域離散成40×20個(gè)四節(jié)點(diǎn)平面應(yīng)力單元。材料A的彈性模量Ea=0.5,材料B的彈性模量Eb=1。體積分?jǐn)?shù)為50%,過濾半徑為1.5,懲罰因子為3,μ為0.4,移動(dòng)限制為0.2;阻尼因子為1/2,設(shè)計(jì)變量初始值x為0.5,α為0.4。

根據(jù)筆者提出結(jié)構(gòu)與材料拓?fù)鋬?yōu)化算法,得出的懸臂梁優(yōu)化結(jié)果如圖3所示。圖3(a)為計(jì)算所得的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形狀,顏色為黑色的單元為保留單元,白色單元為去掉單元,灰色單元為密度值處于中間的單元,該類單元可根據(jù)要求保留或刪去;

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]功能梯度材料結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 邱克鵬,張衛(wèi)紅.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[2]功能梯度材料拓?fù)鋬?yōu)化研究[J]. 陸丹,劉毅.  科技導(dǎo)報(bào). 2007(07)



本文編號(hào)：3368630