基于并行策略的多材料柔顺机构多目标拓扑优化

发布时间：2018-01-02 01:15

  本文关键词：基于并行策略的多材料柔顺机构多目标拓扑优化　出处：《机械工程学报》2016年19期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：多材料柔顺机构能够让设计者充分利用各种材料的优良属性,在力,位移,以及能量转移等方面获得更大的设计自由度,因而受到重视。针对受到广泛研究的柔顺机构,结合多目标拓扑优化的方法,提出相应的基于并行策略的求解模型。该方法的核心是将一个复杂的多材料多目标问题离散成为单材料子问题,然后并行求解,再根据整体目标的需要,对所有子问题的解进行调整以得到原始问题的解。针对多目标情形,提出新的材料与输出目标关系,从而在将多材料问题离散成单材料子问题的同时,也将多目标问题离散成单目标子问题。对所有的单材料单目标子问题采用各向同性材料的刚度插值-惩罚法并行独立求解。以上方法有其独特优势:在理论和实践上都比较简单,可以处理任意多种材料,可以避免零碎的拓扑结构因而有利于制造。通过算例说明了此方法的有效性。研究结果表明,该方法在某些输出需要特定材料的设计场合更具优势。
[Abstract]:Multi - material compliance mechanism can make the designer make full use of the excellent properties of various materials , get more freedom of design in terms of force , displacement , energy transfer , etc .

【作者单位】： 华南理工大学机械与汽车工程学院;上海交通大学机械与动力工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51575187) 广州市产学研协同创新重大专项(2014Y2-00217) 广东省自然科学基金团队(S2013030013355)资助项目
【分类号】：TH112
【正文快照】： 0前言*柔顺机构是一种依靠自身变形获得力和运动传递的柔性机构[1],它不需要装配,没有间隙,因而机构不存在摩擦和磨损,在微机电系统,生物医疗设备和超精密定位等领域有着广泛的应用[2-3]。采用拓扑优化的方法设计柔顺机构不需要预先确定铰链的个数和弯曲关节的位置,具有较大的

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本文编号：1367033