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41.
In conjunction with the homogenization theory and the finite element method, the mathematical models for designing the corss-section
of composite shafts by maximizing the torsion rigidity are developed in this paper. To obtain the extremal torsion rigidity,
both the cross-section of the macro scale shaft and the representative microstructure of the composite material are optimized
using the new models. The micro scale computational model addresses the problem of finding the periodic microstructures with
extreme shear moduli. The optimal microstructure obtained with the new model and the homogenization method can be used to
improve and optimize natural or artificial materials. In order to be more practical for engineering applications, cellular
materials rather than ranked materials are used in the optimal process in the existence of optimal bounds for the elastic
properties. Moreover, the macro scale model is proposed to optimize the cross-section of the torsional shaft based on the
tailared composites. The validating optimal results show that the models are very effective in obtaining composites with extreme
elastic properties, and the cross-section of the composite shaft with the extremal torsion rigidity.
The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10172078 and 10102018) 相似文献
42.
结构拓扑优化研究方法综述 总被引:82,自引:0,他引:82
结构拓扑优化研究方法目前有解析方法和数值方法两大类.首先介绍了解析方法中的
Michell理论,它在结构拓扑优化领域研究较早,影响最为深远.随后着重讨论了杆系和连
续体结构拓扑优化的数值方法.杆系结构常采用基结构方法,通过删除部分杆件达到结构
拓扑优化的目的.连续体结构一般要划分为有限单元,通过删除单元形成带孔的连续体,
以实现拓扑优化.介绍了连续体结构拓扑优化常采用的材料模型:各向同性、各向异性和
带微结构材料.并对连续体结构(0-1)拓扑优化中的数值计算不稳定问题的机理进行了分
析,给出了解决方法.此外,对应力约束问题存在解的奇异性现象也作了简要介绍.最后,
对数值方法中的主要数学求解方法进行了简单介绍. 相似文献
43.
基于拓扑描述函数的连续体结构拓扑优化方法 总被引:14,自引:0,他引:14
提出了一种利用拓扑描述函数(TDF)作为拓扑设计变量求解连续体结构拓扑优化问题
的新方法. 优化问题的目标函数是结构的整体柔顺性,约束条件为对于可利用材料的体积限
制. 这种方法不仅可以消除拓扑优化中经常出现的棋盘格式等数值不稳定现象,而且能够有
效地抑制传统算法处理此类优化问题时所引发的边界扩散效应. 与其它的基于水平集描述函
数的拓扑优化方法相比,所提出的算法不仅无需求解控制水平集函数演化的双曲守恒方
程,而且合理地考虑了目标函数的拓扑导数信息,因而使得算法的计算效率有了显著的提高. 相似文献
44.
XianaiaoLiu HuizhouLiu JianminXing YuepingGuan ZhiyaMa GuobinShan chengliYang 《中国颗粒学报》2003,1(2):76-79
Superparamagnetic poly(styrene-divinylbenzene-glycidyl methacrylate) (Pst-DVB-GMA) microparticles were prepared via a modified suspension polymerization process. A magnetic fluid was first prepared by a chemical co-precipitation method. Then magnetic microparticles were produced by mixing the monomers and the magnetic fluid with water in the presence of a stabilizer poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) to form a suspension, and finally benzoyl peroxide was added to initiate the co-polymerization. The morphology and magnetic properties of the microparticles were examined by TEM and VSM. The spherically shaped microparticles, with a size range of 4 to 7 pm, showed distinct superparamagnetic characteristics. XRD was used to investigate the structure of the magnetite particles dispersed in the polymer matrix. The microparticles with epoxy groups on their surface can be applied directly to the seoaration of biomolecules. 相似文献
45.
In this paper, we propose a new prototype model of a micro pump using ICPF (Ionic Conducting Polymer Film) actuator as the
servo actuator. This micro pump consists of two active oneway valves that make use of the same ICPF actuator. The overall
size of this micro pump prototype is 12mm in diameter and 20 mm in length. The actuating mechanism is as follows: (1) The
ICPF actuator as the diaphragm is bent into anode side by application of electricity. Then the volume of the pump chamber
increases, resulting in the inflow of liquid from the inlet to the chamber. (2) By changing the current direction, the volume
of the pump chamber decreases, resulting in the liquid flow from the chamber to the outlet. (3) The ICPF actuator is put on
a sine voltage, the micro pump provides liquid flow from the inlet to the outlet continuously. Characteristic of the micro
pump is measured. The experimental results indicate that the micro pump has the satisfactory responses. 相似文献
46.
47.
48.
平面膜结构拓扑优化的有无复合体方法 总被引:18,自引:3,他引:18
将作者对桁架在应力约束下结构拓扑优化的有无复合体模型发展到平面膜结构在应力、位移约束下结构拓扑优化的建模与求解。同时提出了该模型的有效解法,获得了令人满意的数值结果。本文工作表明独立连续拓扑变量的提出对于结构拓扑优化的研究是有意义的。 相似文献
49.
针对进化或拓扑优化方法的不足,提出了一种基于遗传算法的新型进化式拓扑优化方法--三角网格进化法,该方法不仅能够同时进行拓扑,形状与截面变量优化设计,而且在优化过程中实现了退化和进化的统一,提高了优化效率。另外本文还首次对结构类型变量进行了优化计算,取得了有益的结果。最后几个数值算例证明了本方法的可行性和有效性。 相似文献
50.
李文波 《数学的实践与认识》2015,(6):306-310
研究一般拓扑动力系统的复杂性是很困难的,拓扑共轭、拓扑半共轭、嵌入映射和转移不变集都可以不同程度保持动力系统的复杂性.通过研究拓扑动力系统与符号动力系统拓扑共轭,找到了拓扑动力(子)系统存在转移不变集的条件,同时证明了拓扑动力系统存在转移不变集与乘积拓扑动力系统存在转移不变集的关系,通过研究相对简单、直观的符号动力系统,间接的反应一般拓扑动力(子)系统与其乘积拓扑动力系统的动力性状. 相似文献