Обмеження на інтегральні міри напруженого стану в задачах топологічної оптимізації
DOI:
https://doi.org/10.20535/2409-7160.2023.XXIII.281350Ключові слова:
топологічна оптимізація, скінченні елементи, напруження, агрегатна функціяАнотація
Топологічною оптимізацією (ТО) називають обчислювальний метод визначення розподілу матеріалу у заданій області проєктування для створення оптимальної форми деталі при заданих граничних умовах. У класичній постановці ТО в якості критерію пошуку зазначеного розподілу обрана мінімізація піддатливості деталі при обмеженнях на об’єм (масу) результату оптимізації. Більш наближеною до прикладного застосування є постановка задачі ТО, що передбачає мінімізацію об'єму деталі з урахуванням умови її міцності. Залучення інтегральних мір напруженного стану має низку переваг над традиційною перевіркою максимального значення механічного напруження. У даному матеріалі наведені агрегатні функції для механічних напружень, які отримали найбільше розповсюдження в сучасних дослідженнях з питань ТО з урахуванням міцності оптимізованої деталі. Коротко проаналізована спеціалізація прикладного застосування наведених функцій.
Посилання
Duysinx P., Miegroet L.V. [et al.] Topology and generalized shape optimisation: why stress constraints are so important // Int. J. for Sim. and Multidisc. Des. Optim. – 2008. – Vol. 2. DOI: 10.1051/IJSMDO/2008034.
Bruggi, M. On an alternative approach to stress constraints relaxation in topology optimization // Structural and Multidisciplinary Optimization. - 2008. - Vol. 36. - P. 125-141. DOI: 10.1007/S00158-007-0203-6.
Le C.H., Norato J.A. [et al.] Stress-based topology optimization for continua // Struct. and Multidisc. Optim. – 2010. – Vol. 41. – Iss. 4. – P. 605-620. DOI: 10.1007/S00158-009-0440-Y.
da Silva G.A., Aage N., Beck A.T., & Sigmund, O. Local versus global stress constraint strategies in topology optimization: A comparative study // International Journal for Numerical Methods in Engineering - 2021. - Vol. 122 - P. 6003-6036. DOI: 10.1002/nme.6781.
Yang R., Chen C.J. Stress-based topology optimization // Struct. Optim. – 1996. – Vol. 12. – P. 98-105. DOI: 10.1007/BF01196941.
París J., Navarrina F., Colominas I., Casteleiro M. Block aggregation of stress constraints in topology optimization of structures // Adv. Eng. Softw. – 2010. – Vol. 41. Iss. 3. – P. 433-441. DOI: 10.1016/j.advengsoft.2009.03.006.
Verbart A., Langelaar M., Keulen F.V. A unified aggregation and relaxation approach for stress-constrained topology optimization // Struct. and Multidisc. Optim. – 2017. – Vol. 55. – P. 663-679. DOI: 10.1007/S00158-016-1524-0.
Wang, C., Qian, X. Heaviside projection–based aggregation in stress–constrained topology optimization // International Journal for Numerical Methods in Engineering. – 2018. – Vol. 115. – P. 849-871. DOI: 10.1002/nme.5828.
Yang D., Liu H., Zhang W., Li, S.C. Stress-constrained topology optimization based on maximum stress measures // Computers & Structures - 2018. - Vol. 198. - P. 23-39. DOI: 10.1016/J.COMPSTRUC.2018.01.008
Yanchevskyi I.V., Kryshtal V.F. Integral criterion of the non-uniformity of stress distribution for the topology optimization of 2D-models // J. of Mech. Eng. – 2021. – Vol. 24, Iss. 1. – P. 65-74. DOI: 10.15407/pmach2021.01.065.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Володимир Федорович Кришталь, І.В. Янчевський
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
