【摘 要】
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提出一种基于滤波/映射边界描述的壳-填充结构拓扑优化方法,用以实现壳-填充结构宏观拓扑构型和填充区域材料微观分布协同优化.该方法针对宏观单元密度引入两步Helmholtz滤波映射和空间梯度范数归一化,用以描述壳层区域和填充区域几何特征;基于惩罚的固体各向同性材料方法设计微观结构,基于均匀化理论分别获得壳层实体区域和填充孔隙区域等效弹性矩阵,在此基础上发展出融合壳-填充几何特征信息的材料插值模型;基于所提出的材料插值模型,建立以最小应变能为目标,双体积比约束下的多尺度拓扑优化模型并进行求解;以悬臂梁和MBB
【机 构】
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北京理工大学电动车辆国家工程实验室 北京 100081;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室 长沙 410082;北京理工大学电动车辆国家工程实验室 北京 100081
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提出一种基于滤波/映射边界描述的壳-填充结构拓扑优化方法,用以实现壳-填充结构宏观拓扑构型和填充区域材料微观分布协同优化.该方法针对宏观单元密度引入两步Helmholtz滤波映射和空间梯度范数归一化,用以描述壳层区域和填充区域几何特征;基于惩罚的固体各向同性材料方法设计微观结构,基于均匀化理论分别获得壳层实体区域和填充孔隙区域等效弹性矩阵,在此基础上发展出融合壳-填充几何特征信息的材料插值模型;基于所提出的材料插值模型,建立以最小应变能为目标,双体积比约束下的多尺度拓扑优化模型并进行求解;以悬臂梁和MBB梁为算例,开展有壳/无壳设计、载荷工况、微结构体积分数和微结构的初始设计等不同因素对最终设计的影响,分析结果验证所发展算法的有效性.
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目前渗碳纳米贝氏体轴承钢表层高碳成分组织与性能的演变规律还不是很清楚.设计一种高碳钢模拟G23Cr2Ni2Si1Mo纳米贝氏体渗碳轴承钢表层高碳成分,利用SEM、TEM、硬度和冲击等研究微观组织与力学性能随相变时间的演变规律.结果表明,试样在200℃贝氏体等温相变需要总时间为48 h.随着等温时间从0h延长到48 h,组织中的马氏体含量逐渐降低、贝氏体铁素体含量逐渐升高、残余奥氏体含量先升高后降低,在等温12 h时含量最高38.5％.等温48h后,组织中贝氏体板条平均厚度为48 nm.随等温时间的延长,试
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