編號：FTJS106940
篇名：連續(xù)纖維增強復合材料結構多尺度拓撲優(yōu)化設計
作者：葉紅玲 董永佳 肖揚 王偉偉
關鍵詞： 連續(xù)纖維增強復合材料 拓撲優(yōu)化 多尺度優(yōu)化 主應力方向
機構： 北京工業(yè)大學數學統計學與力學學院
摘要： 連續(xù)纖維增強復合材料具有重量輕、比強度和比模量高的特點,日益受到航空航天等高端裝備制造領域的青睞,同時連續(xù)纖維3D打印技術的發(fā)展使具有復雜幾何構型和纖維分布的復合材料結構制造成為可能。為發(fā)揮復合材料多尺度的可設計性及獲得更好的結構性能,本文基于獨立連續(xù)拓撲變量提出了一種連續(xù)纖維復合材料結構多尺度拓撲優(yōu)化方法。該方法引入基于主應力的纖維方向插值策略,解決纖維取向優(yōu)化過程中易陷入局部最優(yōu)的問題,實現連續(xù)纖維復合材料結構宏觀拓撲、微觀纖維方向和纖維疏密的并行優(yōu)化設計。采用移動漸近算法(MMA)進行優(yōu)化求解,數值算例證明了提出方法的有效性和穩(wěn)定性,對連續(xù)纖維復合材料結構設計和路徑規(guī)劃具有指導意義。
