拓扑优化仿生网络的断裂表征
生物物理
2019-10-09 v1 软凝聚态物质
摘要
设计强韧的仿生结构需要理解自然界材料的功能如何由其架构与几何产生。我们借鉴骨小梁——一种具有复杂各向异性微架构的轻质骨组织——利用多目标拓扑优化生成网络结构。从相同体积出发，我们通过改变柔度、表面积与稳定性的目标权重生成多个不同模型。我们考察这些目标对所得模型响应模拟力学加载与单元失效的相对影响。我们改编了最初在骨小梁建模背景下发展的基于网络的方法，以图论框架描述拓扑优化结构，并利用社区检测来表征断裂位置。这种计算方法的交互补益可为仿生结构的强度与断裂机制提供宝贵见解。
引用
@article{arxiv.1907.07860,
title = {Characterization of fracture in topology-optimized bio-inspired networks},
author = {Chantal Nguyen and Darin Peetz and Ahmed E. Elbanna and Jean M. Carlson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.07860},
year = {2019}
}