蜂窝夹芯圆环的拓扑优化设计及尺度效应研究

采用尺度关联的一体化设计方法开展了旋转周期圆环结构的拓扑优化设计研究,以宏观结构的最大刚度为目标,研究了材料表征体胞尺度、构型以及不同载荷作用形式对蜂窝夹芯圆环结构优化结果的影响.所提出的无量纲结构构型因子实现了优化结构的结构效率量化评估.结合SIMP材料模型和周长控制方法,实现了宏观结构和细观表征体胞的优化设计,获得清晰的材料分布.数值算例表明,尺度关联的一体化设计方法能有效地完成圆环结构的拓扑优化设计,设计结果充分反映体胞尺度效应对旋转周期圆环结构夹芯构型的影响.