摘要：渐进均匀化方法具有严格的数学基础,预测周期性复合材料的等效热传导系数具有较高的计算精度。本文提出了基于渐进均匀化方法预测周期性复合材料等效热传导系数的新算法。相比原有的算法具有两个优点:它的实现与代表体元方法一样简单,新的算法以现有的有限元商业软件为黑箱,通过简单的几个分析步骤,即可以获得复合材料的等效热传导系数;可以利用商业软件提供的多种单元类型去离散同一个单胞,在处理复杂几何单胞结构时,可以节约大量的计算费用。通过几个典型的算例,验证了方法的有效性。该工作对于推广渐进均匀化方法在预测复合材料等效热传导系数的广泛应用具有积极作用。

摘要：现有隐式拓扑优化方法在进行超弹性结构拓扑优化设计时,具有设计变量多、中间设计有限元分析存在严重的收敛性和设计结果无法直接导入CAD/CAE系统等问题。为解决这些问题,提出了一种基于移动可变形孔洞的显式拓扑优化方法来进行承受大变形的超弹性结构设计,材料本构采用常用的Mooney-Rivlin模型。首先,介绍了移动可变形孔洞方法的基本思想和可变形孔洞的显式描述方法;其次,构造了基于移动可变形孔洞方法的超弹性结构拓扑优化的数学列式,给出了相应的灵敏度结果;最后,通过数值算例验证了本方法的有效性。数值结果表明,该方法可以通过较少的设计变量和非常稳健的优化过程,给出边界由B样条曲线描述且可与CAD/CAE软件无缝连接的超弹性结构设计。

摘要：将点阵结构引入薄壁筒壳结构的壁面构型中,构建双层蒙皮加筋柱壳结构.应用点阵结构的高比刚度、高比强度等优良力学性能,提高薄壁筒壳结构的轴压极限承载力.双层蒙皮网格加筋柱壳结构是在传统网格加筋结构的内侧增加一层蒙皮,使得该网格加筋结构的横截面为"工"字型,提高了该结构抗弯刚度,进而提高了结构的轴压承载力.针对双层蒙皮网格加筋结构,本文开展了基于模态缺陷和基于单点凹陷的缺陷敏感性分析,对比分析双层蒙皮网格加筋结构与传统网格加筋结构的轴压承载效率.结果显示双层蒙皮网格加筋结构较传统结构具有显著的高承载力优点.进一步,本文给出了考虑几何缺陷的轴压双层蒙皮加筋柱壳结构的优化设计,最优设计有效地提高了结构折减因子,提高了结构抗缺陷能力.