论文标题
Robust topology optimization of thermoelastic metamaterials considering hybrid uncertainties of material property
考虑材料性能混杂不确定性的热弹性超材料的鲁棒性拓扑优化研究
摘要
具有极端热弹性（热膨胀和热应力）的超材料在那些要求材料具有几何构型热稳定性的领域有着广泛的应用价值，例如航天航空领域的设备。然而，材料的不确定性对于多相复合材料的热弹性性能具有显著的影响。因此，本文针对具有混杂不确定性的热弹性复合材料进行了鲁棒性拓扑优化设计相关的研究。多相固体各向同性材料的周期性单元中各组分材料的分布规律由罚函数控制方法得到，同时利用数值均化法评价复合材料的等效性能。为获得周期性单元中清晰的材料界面，本文提出了一种名为单元周长控制的过滤方法。考虑到材料性能的不确定性，假设两种组分材料的线性热胀系数分别为随机变量和区间变量。随后，本文提出了一种基于多项式混沌-切比雪夫区间法的鲁棒性拓扑优化模型，该模型利用这两种方法进行不确定性分析。鲁棒性目标函数由目标值的平均数、平均值和标准差的带宽组合制定。最后，文章通过多个数值实例说明了所提出的鲁棒拓扑优化方法的有效性。
相关图表
图1 本文所研究的具有周期性微结构的多相复合材料
图2 最小有效热应变优化结果
图3 最大体积模量优化结果
文章链接
https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112477
本文链接：https://cuitn.com/references/1195/