Comparative analysis of two exemplary algorithms for stress-biased topology optimization

• Autorzy: Kowalski Damian

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2024.09.05

Warianty tytułu

PL

Analiza porównawcza dwóch przykładowych algorytmów optymalizacji topologii o zmodyfikowanym udziale naprężeń o przeciwnych znakach

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The aim of this publication is a comparative analysis of two representative methods of stress-biased topology optimization. The original pieces of the paper are modifications introduced in order to achieve computations convergence and to reduce the number of input parameters. Finally, both implementations were compared based on several practical application examples and conclusions were drawn from the analysis.

PL

W artykule zaprezentowano analizę porównawczą dwóch reprezentatywnych metod optymalizacji topologii o zmodyfikowanym udziale naprężeń o przeciwnych znakach. Metody te zostały uprzednio zmodyfikowane w celu uzyskania zbieżności obliczeń. Wprowadzono również pewne modyfikacje w celu redukcji liczby parametrów wejściowych, a także porównano obie implementacje na bazie kilku praktycznych przykładów zastosowania oraz wyciągnięto wnioski z przeprowadzonej analizy.

Słowa kluczowe

EN

topology optimization; stress bias; numerical method; multi-material structure; composite structure

PL

optymalizacja topologii; naprężenia o przeciwnych znakach; metoda numeryczna; konstrukcja wielomateriałowa; konstrukcja kompozytowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 9
• Strony: 32--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Kowalski Damian

• Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa

• https://orcid.org/0000-0002-0257-7642

Bibliografia

• [1] Achtziger W. Truss topology optimization including bar properties different for tension and compression. Struct Optimization. 1996; 63-74.
• [2] Querin O.M., Victoria M., Martí P. Topology optimization of truss-like continua with different material properties in tension and compression. Struct Multidiscip O. 2010; https://doi.org/10.1007/s00158-009-0473-2.
• [3] Cai K., Shi J., Wang Z.Z. Tension/compression-only optimal stiffness design with displacement constraint. In: 2010 International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation, ICICTA 2010. pp 678-681.
• [4] Cai K. A simple approach to find optimal topology of a continuum with tension-only or compression-only material. Struct Multidiscip O. 2011; https://doi.org/10.1007/s00158-010-0614-7.
• [5] Liu S., Qiao H. Topology optimization of continuum structures with different tensile and compressive properties in bridge layout design. Struct Multidiscip O. 2011; https://doi.org/10.1007/s00158-010-0567-x.
• [6] Victoria M., Querin O.M., Marti P. Generation of strut-and-tie models by topology design using different material properties in tension and compression. Struct Multidiscip O. 2011; https://doi.org/10.1007/s00158-011-0633-z.
• [7] Bruggi M., Duysinx P. A stress-based approach to the optimal design of structures with unilateral behavior of material or supports. Struct Multidiscip O. 2013; https://doi.org/10.1007/s00158-013-0896-7.
• [8] Bruggi M. Finite element analysis of no-tension structures as a topology optimization problem. Struct Multidiscip O. 2014; https://doi.org/10.1007/s00158-014-1093-z.
• [9] Bruggi M. A numerical method to generate optimal load paths in plain and reinforced concrete structures. Comput Struct. 2016; https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2016.03.012.
• [10] Gaganelis G., Jantos D.R., Mark P., Junker P. Tension/compression anisotropy enhanced topology design. Struct Multidiscip O. 2019; https://doi.org/10.1007/s00158-018-02189-0.
• [11] Smarslik M., Ahrens M.A., Mark P. Toward holistic tension- or compression-biased structural designs using topology optimization. Eng Struct. 2019; https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109632.
• [12] Andreassen E., Clausen A., Schevenels M., Lazarov B.S., Sigmund O. Efficient topology optimization in MATLAB using 88 lines of code. Struct Multidiscip O. 2011; https://doi.org/10.1007/s00158-010-0594-7.