基于最优三阶叠层材料的简单单尺度微结构
计算工程、金融与科学
2018-09-12 v1 计算物理
摘要
为识别面向多载荷情形的最优弹性单尺度微结构，本文表明基于最优三阶叠层材料知识的合格初始猜测，显著提高了收敛至近最优设计的机会。针对给定各向异性载荷条件最优的三阶叠层材料，通过简单映射方法在单尺度上近似。我们证明这些映射微结构的性能相对接近理论能量界限。通过在进一步步骤中将近似的三阶结构作为逆均匀化问题的初始猜测，可获得性能更逼近界限的微结构。由于逆均匀化问题的非凸性质，基于三阶叠层材料的初始猜测优于具有均匀或随机材料分布的传统初始猜测。此外，所获得的单尺度微结构相对简单，从而增强了可制造性。针对广泛载荷情形获得的结果表明，只要特征尺寸不受最小尺寸约束限制，可保证微结构性能处于理论最优的 5–8% 以内。
引用
@article{arxiv.1809.03942,
title = {Simple single-scale microstructures based on optimal rank-3 laminates},
author = {Erik Träff and Ole Sigmund and Jeroen Groen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.03942},
year = {2018}
}
备注
Preprint submitted to Structural and Multidisciplinary Optimization