کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4964118 1447418 2017 47 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Development of Pareto topology optimization considering thermal loads
ترجمه فارسی عنوان
توسعه بهینه سازی توپولوژی پارتو با توجه به بارهای حرارتی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در این تحقیق، ما بهینه سازی توپولوژی مبتنی بر سطح با یک فرمول بندی مشتق توپولوژیکی با توجه به بار حرارتی را توسعه دادیم. پس از قرار دادن یک سوراخ کوچک در دامنه، از معادلات ترموالاستیک استفاده شد تا حساسیت عملکرد هدف را بدست آوریم. انرژی کل فشار و حداکثر استرس در حوزه طراحی به عنوان تابع هدف مورد توجه قرار گرفته است. پس از در نظر گرفتن اثر بارگذاری حرارتی، تابع چگالی انرژی کل فشار یک عملکرد غیر نامحدود از فشار است. علاوه بر این، تغییرات دما تغییر قانون هوک را از یک همگرایی خطی به یک عبارت غیر همجنس خطی که شامل یک ترتیب صفر است. ما با توجه به این تغییرات در معادلات حاکم از ارزش حساسیت توابع هدف انتخاب شده با توجه به اختلال در ساختار دامنه تحت بارهای مکانیکی و حرارتی مشتق شده ایم. ما چندین مسئله بهینه سازی عددی را برای نشان دادن اعتبار بهینه سازی توپولوژیک پارتو مبتنی بر سطح فعلی انجام دادیم. دو نوع نمونه (انطباق و استرس زدایی) بر اساس توابع هدف انتخاب شده حل شد. علاوه بر این، در نمونه های به حداقل رساندن استرس، فرمول مشتق شده به منظور بررسی اثرات حرارتی در نظریه های شکست برای مواد مستقل مستقل و وابسته گسترش یافت.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
توسعه بهینه سازی توپولوژی پارتو با توجه به بارهای حرارتی
چکیده انگلیسی
In this research, we developed a level-set based topology optimization with a topological derivative formulation considering thermal load. Thermo-elasticity equations were utilized to obtain the sensitivity of the objective function after inserting a small hole in the domain. Total strain energy and the maximum stress in the design domain were taken as the objective functions. After taking the thermal loading effect into account, the total strain energy density function became a nonhomogeneous function of the strain. In addition, temperature variation changed Hooke's law from a linear homogeneous to a linear nonhomogeneous expression including a zero order term. We derived the sensitivity value of the selected objective functions with respect to a perturbation in the structural domain under mechanical and thermal loads while considering these changes in the governing equations. We performed several numerical optimization problems to demonstrate the validity of the present level-set based Pareto topology optimization. Two types of examples (compliance and stress minimization) were solved based on the chosen objective functions. Furthermore, in the stress minimization examples, the derived formula was extended to consider thermal effects in the failure theories for pressure independent and dependent materials.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering - Volume 317, 15 April 2017, Pages 554-579
نویسندگان
, ,