This paper presents a Material Mask Overlay topology optimization approach with the improved material assignment at the element level for achieving the desired discreteness of the optimized designs for pressure-loaded problems. Hexagonal elements are employed to parametrize the design domain. Such elements provide nonsingular local connectivity; thus, checkerboard patterns and point connections inherently get subdued. Elliptical negative masks are used to find the optimized material layout. Each mask is represented via seven parameters that describe the location, shape, orientation, material dilation, and erosion variables of the mask. The latter two variables are systematically varied in conjunction with a grayscale measure constraint to achieve the solutions' sought 0-1 nature. Darcy's law with a drainage term is used to model the pressure load. The obtained pressure field is converted into the consistent nodal forces using Wachspress shape functions. Sensitivities of the objective and pressure load are evaluated using the adjoint-variable method. The efficacy and robustness of the approach are demonstrated by solving various pressure-loaded structures and pressure-driven compliant mechanisms. Compliance is minimized for loadbearing structures, whereas a multicriteria objective is minimized for mechanism designs. The boundary smoothing scheme is implemented within each optimization iteration to subdue the designs' undulated boundaries.


翻译:本文展示了一种材料面罩重叠表层优化法, 使物质分布在元素一级得到改进, 以实现最佳压力加载问题优化设计所需的离散性。 使用六边形元素来对设计域进行对称。 这些元素可以提供非单向本地连接; 因此, 检查板模式和点连接自然会减弱。 使用 Elliptical 负面罩来寻找优化的材料布局。 每个面罩都通过七个参数来表示, 这些参数描述面罩的位置、 形状、 方向、 材料变异和侵蚀变量。 后两个变量与灰度测量限制一起系统地变化, 以实现所寻求的解决方案的 0-1 性质。 使用达西法律的排水术语来模拟压力负载。 获得的压力字段被转换为使用Wachspress 形状功能的一致的节点力量。 目标和压力负荷的敏感度是通过联合可变方法进行评估的。 通过解决各种压力加载结构和压力驱动的合规机制来显示这一方法的功效和坚固性。 在负载结构中, 尽可能降低合规性, 而每个最优的边界设计为最优度为最优度。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
159+阅读 · 2020年1月16日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
31+阅读 · 2019年10月16日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月17日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员