关于大变形接触辅助形状变形柔顺机构的拓扑优化
计算工程、金融与科学
2020-10-23 v2
摘要
提出了一种用于设计大变形接触辅助形状变形柔顺机构的拓扑优化方法。此类机构可用于多变的操作条件。设计域由正六边形单元描述。采用负圆形掩模执行双重任务，即决定各单元的材料状态并生成刚性接触表面。每个掩模由五个设计变量刻画，这些变量由基于零阶的爬山优化器进行变异。考虑了几何与材料非线性。使用边界分辨与平滑方案确保候选设计边界法向的连续性。非线性力学平衡方程由Newton-Raphson法求解。接触公式采用更新拉格朗日法结合段到段接触方法。允许相互接触与自接触两种模式。通过为不同期望曲线设计四个接触辅助形状变形柔顺机构，证明了该方法的有效性。变形轮廓的性能使用商业软件进行了验证。还研究了摩擦接触表面对实际轮廓的影响。
引用
@article{arxiv.2006.07207,
title = {On topology optimization of large deformation contact-aided shape morphing compliant mechanisms},
author = {Prabhat Kumar and Roger A. Sauer and Anupam Saxena},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.07207},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 12 figures, 5 tables