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Erschienen in: Journal of Materials Science 4/2013

01.02.2013

Topology optimization of functionally graded cellular materials

verfasst von: A. Radman, X. Huang, Y. M. Xie

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 4/2013

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Abstract

Design of functionally graded material (FGM), in which the mechanical property varies along one direction, is the focus of this study. It is assumed that the microstructure of the FGM is composed of a series of base cells in the variation direction and self-repeated in other directions. Bi-directional evolutionary structural optimization technique in the form of inverse homogenization is used for the design of the FGM for specified variation in bulk or shear modulus. Instead of designing a series of base cells simultaneously, the base cells are optimized progressively by considering three base cells at each stage. Thus, the proper connections between adjacent base cells can be achieved with high computational efficiency. Numerical examples demonstrate the effectiveness of the proposed method for designing microstructures of 2D and 3D FGMs with specified variation in bulk or shear modulus. The proposed algorithm can also be easily extended to design FGMs with other functional properties.

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Metadaten
Titel
Topology optimization of functionally graded cellular materials
verfasst von
A. Radman
X. Huang
Y. M. Xie
Publikationsdatum
01.02.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 4/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-012-6905-1

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