考虑拓扑相关热载荷的散热结构多相材料拓扑优化设计

作     者：赵清海 张洪信 蒋荣超 华青松 袁林 ZHAO Qinghai;ZHANG Hongxin;JIANG Rongchao;HUA Qingsong;YUAN Lin

作者机构：青岛大学电动汽车智能化动力集成技术国家地方联合工程研究中心青岛266071 青岛大学机电工程学院青岛266071 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51705268) 山东省自然科学基金资助项目(ZR2016EEB20) 中国博士后科学基金资助项目(2017M612191) 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第31卷第20期

页      码：2403-2411页

摘      要：针对热传导拓扑优化设计过程中拓扑相关热载荷问题,以结构散热弱度为目标函数,体积分数为约束条件,构建了多相材料散热结构拓扑优化数学模型。采用一种基于变密度理论的有序固体各向同性微结构材料惩罚模型法构建多相材料插值模型,分别进行拓扑相关热载荷与拓扑独立热载荷作用下的灵敏度分析,借助优化准则法推导设计变量的迭代格式,引入偏微分方程过滤方法抑制优化过程中出现的数值不稳定现象。通过2D与3D数值模型计算,获得考虑拓扑相关热载荷、拓扑独立热载荷以及耦合拓扑独立/相关热载荷在不同边界条件下对拓扑优化结果的影响规律。结果证明了所提方法在解决拓扑相关热载荷作用下散热结构多相材料拓扑优化设计问题方面的有效性与可行性。

主 题 词：多相材料 热传导 拓扑优化 拓扑相关 散热弱度 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1004-132X.2020.20.002

馆 藏 号：203986368...