多孔结构导电性能拓扑优化设计与实验验证

付君健; 田磊; 周祥曼; 田启华

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多孔结构导电性能拓扑优化设计与实验验证

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针对结构电导率受构型影响、导电性能难以准确评估等问题,提出一种多孔结构导电性能拓扑优化设计与实验验证方法。首先,研究了基于静电场理论的三维数值均匀化方法,实现了对三维多孔结构等效导电属性的评价。其次,基于变密度拓扑优化方法,以体积分数为约束条件,结合均匀化理论建立了微观尺度下多孔结构电导率最大化拓扑优化模型。然后,采用伴随变量法对目标函数进行了灵敏度分析,通过优化准则算法进行了求解,实现了不同初始结构设计和体积分数下多孔结构拓扑优化设计。最后,通过有限元分析和实验进一步验证了多孔结构的等效导电属性。结果表明:本文方法可有效优化多孔结构导电性能。

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来源
《科学技术与工程》 |2023年第12期|5058-5066|共9页
作者
付君健; 田磊; 周祥曼; 田启华;
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作者单位

水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室;

三峡大学机械与动力学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机械设计;金属导电材料;
关键词
拓扑优化; 多孔结构; 均匀化法; 导电性能; 实验验证;

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