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首页> 外文期刊>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering >A multi-material level set-based topology optimization of flexoelectric composites
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A multi-material level set-based topology optimization of flexoelectric composites

机译：柔性复合材料基于多材料能级集的拓扑优化

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We present a computational design methodology for topology optimization of multi-material-based flexoelectric composites. The methodology extends our recently proposed design methodology for a single flexoelectric material. We adopt the multiphase vector level set (LS) model which easily copes with various numbers of phases, efficiently satisfies multiple constraints and intrinsically avoids overlap or vacuum among different phases. We extend the point wise density mapping technique for multi-material design and use the B-spline elements to discretize the partial differential equations (PDEs) of flexoelectricity. The dependence of the objective function on the design variables is incorporated using the adjoint technique. The obtained design sensitivities are used in the Hamilton-Jacobi (H-J) equation to update the LS function. We provide numerical examples for two, three and four phase flexoelectric composites to demonstrate the flexibility of the model as well as the significant enhancement in electromechanical coupling coefficient that can be obtained using multi-material topology optimization for flexoelectric composites (C) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.
机译：我们提出了一种基于计算的设计方法，用于基于多种材料的柔性电复合材料的拓扑优化。该方法扩展了我们最近提出的针对单个柔性电材料的设计方法。我们采用多相矢量水平集（LS）模型，该模型可以轻松应对各种相数，有效满足多个约束条件，并本质上避免了不同相之间的重叠或真空。我们将点密度密度映射技术扩展到多材料设计，并使用B样条元素离散化柔电的偏微分方程（PDE）。目标函数对设计变量的依赖性是使用伴随技术来合并的。汉密尔顿-雅各比（H-J）方程中使用获得的设计灵敏度来更新LS函数。我们提供了两相，三相和四相挠性复合材料的数值示例，以证明模型的灵活性以及可以通过使用多材料拓扑优化的挠性复合材料获得的机电耦合系数的显着提高（C）2017 Elsevier BV All版权所有。

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