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题名基于SIMP变密度法的结构拓扑优化及应用
被引量：1
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作者
于海
杨慧斌
茅健
闫娟
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
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出处
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期91-99,共9页
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文摘
在结构拓扑优化过程中,为了解决复杂结构计算速度慢、效率低的问题,提出了一种基于固体各向同性材料密度惩罚模型(SIMP)的步长自适应优化算法,该算法可根据SIMP惩罚因子P值自适应选择佳步长移动参数,并根据得到的目标函数的迭代值,自适应改变每次迭代的移动步长,在保证迭代精度的同时,以更快的速度逼近迭代目标,并利用经典MBB简支梁算例进行仿真实验,通过划分不同网格数量,横向对比分析另外三种步长迭代公式,得出最终迭代结果准确且迭代速度最快可提高100%的结论。此外,为满足汽车领域的轻量化需求,用拓扑优化技术,针对汽车油门支架结构进行重新优化设计,使优化后的模型体积减小35%;在此基础上,利用增材制造技术,采用双喷头连续纤维打印机,以长碳纤维体积分数为35%的复合材料(基体为短切碳纤维填充尼龙丝材)替代传统的铝合金材料进行增材制造,实现减重的目的,最终得到力学性能与原结构相当、质量减轻48%的油门支架结构,可进一步实现汽车的轻量化制造。
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关键词
变密度法
自适应移动步长
拓扑优化
油门支架结构
增材制造
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Keywords
variable density method
adaptive mobile step length
topology optimization
throttle bracket structure
additive manufacturing
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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