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考虑界面力学性能的多材料结构拓扑优化设计研究

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考虑界面力学性能的多材料结构拓扑优化设计研究
论文目录
 
摘要第1-6页
ABSTRACT第6-8页
主要符号表第21-22页
1 绪论第22-41页
    1.1 研究背景及意义第23-27页
    1.2 结构拓扑优化综述第27-34页
        1.2.1 结构优化概述第27-28页
        1.2.2 结构拓扑优化概述第28-30页
        1.2.3 连续体拓扑优化方法第30-34页
    1.3 多材料结构拓扑优化研究进展第34-37页
    1.4 多组件结构集成拓扑优化研究进展第37-38页
    1.5 考虑材料强度、损伤及断裂的结构拓扑优化研究进展第38-39页
    1.6 本文研究内容第39-41页
2 考虑界面力学性能的多材料结构拓扑优化第41-68页
    2.1 引言第41-42页
    2.2 多材料拓扑优化中的界面模拟第42-50页
        2.2.1 材料界面的内聚力本构模型第42-46页
        2.2.2 扩展有限元方法概述第46-47页
        2.2.3 多材料拓扑优化中的界面模拟技术第47-49页
        2.2.4 非线性平衡方程求解第49-50页
    2.3 优化问题列式第50-52页
    2.4 灵敏度分析第52-56页
    2.5 数值算例第56-66页
        2.5.1 多材料简支梁设计问题第56-62页
        2.5.2 多材料悬臂梁设计问题第62-66页
    2.6 本章小结第66-68页
3 考虑界面力学性能的内嵌多组件结构集成拓扑优化第68-104页
    3.1 引言第68页
    3.2 内嵌组件与支撑结构之间连接界面的模拟第68-73页
        3.2.1 多组件结构的界面本构及拓扑描述第69-71页
        3.2.2 多组件结构的离散及响应求解第71-73页
    3.3 内嵌多组件结构的集成拓扑优化第73-79页
        3.3.1 设计变量的定义第73-75页
        3.3.2 内嵌组件的非重叠约束第75-76页
        3.3.3 优化问题列式第76-79页
    3.4 灵敏度分析第79-82页
    3.5 数值算例第82-103页
        3.5.1 包含内嵌组件的悬臂梁设计问题第83-91页
        3.5.2 包含内嵌组件的简支梁设计问题第91-103页
    3.6 本章小结第103-104页
4 考虑指定区域断裂性能的结构拓扑优化第104-133页
    4.1 引言第104-105页
    4.2 带裂纹结构体的断裂力学分析第105-109页
        4.2.1 J积分概述第106页
        4.2.2 奇异单元及J积分的数值计算第106-109页
    4.3 考虑结构内指定区域断裂性能的拓扑优化第109-112页
        4.3.1 优化问题设置第109-110页
        4.3.2 优化目标函数及优化问题列式第110-111页
        4.3.3 灵敏度分析第111-112页
    4.4 数值算例第112-132页
        4.4.1 门式刚架结构设计问题第113-119页
        4.4.2 L形梁设计问题第119-124页
        4.4.3 MBB梁设计问题第124-128页
        4.4.4 考虑较大功能区域的悬臂梁设计问题第128-130页
        4.4.5 转印过程中的传力路径设计问题第130-132页
    4.5 本章小结第132-133页
5 结论与展望第133-136页
    5.1 结论第133-134页
    5.2 创新点摘要第134页
    5.3 展望第134-136页
参考文献第136-149页
附录A 部分材料界面相关变量的Fr(?)chet导数推导第149-151页
攻读博士学位期间科研项目及科研成果第151-153页
致谢第153-154页
作者简介第154页

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