Optimal structure design with low thermal directional expansion and high stiffness
Optimal structure design with low thermal directional expansion and high stiffness
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低热定向膨胀、高刚度的优化结构设计
DOI：
10.1080/0305215x.2010.499941
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发表时间：
2011-06
影响因子：
2.7
通讯作者：
Cheng, Gengdong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Bin;Yan, Jun;Cheng, Gengdong
具有低的热定向膨胀和高的刚度的结构具有广泛的应用，其中当经受大的温度变化或热梯度时需要尺寸稳定性，例如空间相机和许多其他类型的航空航天设备的支撑结构。本文提出了一种新的双目标结构拓扑优化公式，旨在设计由两种不同杨氏模量和热膨胀系数的材料组成的结构，以实现低的热定向膨胀和高刚度。采用三阶段拓扑优化技术对结构进行优化。利用保体积Heaviside滤子和GCMMA方法（全局收敛的移动渐近线方法）得到了黑和白色（0/1）设计.三个结构的例子来说明如何结构支撑，温度变化和权重因子影响的材料分布和目标。
Structures with low thermal directional expansion and high stiffness have wide applications where dimensional stability is required when subject to large temperature change or thermal gradient, e.g. the supporting structure of a space camera and many other types of aero-spatial equipment. This article develops a new bi-objective structural topology optimization formulation which aims at design of structures composed of two materials with differing Young's modulus and thermal expansion coefficients to achieve low thermal directional expansion and high stiffness. A three-phase topology optimization technique is adopted to optimize the structures. Black and white (0/1) designs are obtained by using the volume-preserving Heaviside filter and GCMMA method (globally convergent version of the method of moving asymptotes). Three structural examples are shown to illustrate how the structural supports, temperature variation and the weight factors affect the material distribution and the objectives.
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DOI：
--
发表时间：
2011-09
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
M. Bendsøe;O. Sigmund
通讯作者：
M. Bendsøe;O. Sigmund
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2007.03.028
发表时间：
2007-11-01
影响因子：
3.6
作者：
de Kruijf, Niek;Zhou, Shiwei;Mai, Yiu-Wing
通讯作者：
Mai, Yiu-Wing
DOI：
10.1002/nme.1064
发表时间：
2004-09-14
影响因子：
2.9
作者：
Guest, JK;Prévost, JH;Belytschko, T
通讯作者：
Belytschko, T
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2009.01.023
发表时间：
2009-06-01
影响因子：
3.6
作者：
Jefferson, George;Parthasarathy, Triplicane A.;Kerans, Ronald J.
通讯作者：
Kerans, Ronald J.
DOI：
10.1016/s0022-5096(99)00043-5
发表时间：
2000-03-01
影响因子：
5.3
作者：
Gibiansky, LV;Sigmund, O
通讯作者：
Sigmund, O