多相材料微结构布局及宏观结构拓扑并发优化

来源：计算力学学报杂志2015年第6期北京时间：

作者：王宪杰,张洵安

单位：云南大学 城市建设与管理学院, 昆明 650091,西北工业大学 力学与土木建筑学院, 西安 710129

摘要：在传统双向渐进结构优化(BESO)方法基础上,充分考虑材料和结构的尺度关联性,基于均匀化理论将材料微结构胞元设计和宏观结构拓扑优化相结合,按照材料属性排序引入材料插值函数依次进行灵敏分析,建立周期性多相材料微结构布局及宏观结构拓扑并发优化设计方法。优化过程中,宏观结构受力的特性嵌入微观敏度生成过程,使得新型材料具备了特定宏观结构力学需求的更加轻型、高强的最佳力学性能;同时,微观材料胞元的等效材料属性又是宏观结构优化的基础材料,从而使得材料/结构具有尺度上的统一。相关算例说明该方法在解决多相材料微观分布优化和周期性多相材料微结构布局及宏观结构拓扑并发优化问题时具有边界清晰和收敛快等优点。

关键词：多尺度,均匀化方法,并发优化,周期性多相复合材料,材料插值方案,

基金资助：国家自然科学基金(51078311,51308458)资助项目.