基于种群动力学模型的连续体结构拓扑优化仿生方法
发布时间:2018-04-20 22:33
本文选题:骨骼重建 + 种群动力学模型 ; 参考:《振动与冲击》2014年13期
【摘要】:通过种群动力学模型和有限元方法的耦合建立了骨骼重建数学模型,然后用像素单元的添加和删除准则把骨重建过程转化为材料形成和吸收过程,对连续体结构提出了仿生拓扑优化计算方法。通过对两个连续体结构拓扑优化中被广泛应用的典型数值算例进行拓扑优化计算,并将其结果与其它几种拓扑优化方法进行比较,验证了该方法的有效性。最终在三种不同边界条件下对长悬臂梁模型进行拓扑优化计算,以及在四种不同边界条件下拱桥模型进行拓扑优化计算,获得规则性和对称性的拓扑形式,该结果进一步说明了该仿生方法的合理性和可行性。
[Abstract]:The mathematical model of bone reconstruction is established by coupling the population dynamics model with the finite element method, and then the bone reconstruction process is transformed into the process of material formation and absorption using the criteria of adding and deleting pixel elements. A bionic topology optimization method is proposed for continuum structure. Two typical numerical examples used widely in topology optimization of continuum structures are calculated and compared with other topology optimization methods to verify the effectiveness of the proposed method. Finally, the topology optimization of long cantilever beam model is carried out under three different boundary conditions, and the topology optimization of arch bridge model under four different boundary conditions is carried out to obtain the topological form of regularity and symmetry. The results further demonstrate the rationality and feasibility of the bionic method.
【作者单位】: 新疆大学机械工程学院;新疆大学数学与系统科学学院;
【基金】:国家自然科学基金面向项目(50775193,51075346)
【分类号】:R318
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