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10.12.2016 | RESEARCH PAPER | Ausgabe 6/2017

Structural and Multidisciplinary Optimization 6/2017

Topology optimization of structures with anisotropic plastic materials using enhanced assumed strain elements

Zeitschrift:
Structural and Multidisciplinary Optimization > Ausgabe 6/2017
Autoren:
Guodong Zhang, Lei Li, Kapil Khandelwal

Abstract

The focus of this paper is on consistent and accurate adjoint sensitivity analyses for structural topology optimization with anisotropic plastic materials under plane strain conditions. In order to avoid the locking issue, the Enhanced Assumed Strain (EAS) elements are adopted in the finite element discretization, and the anisotropic Hoffman plasticity model, which can simulate the strength differences in tension and compression, is incorporated within the framework of density-based topology optimization. The path-dependent sensitivity analysis is presented wherein the enhanced element parameters are consistently incorporated in the constraints. The objective of topology optimization is to maximize the plastic work. Several numerical examples are presented to show the effectiveness of the proposed framework. The results illustrate that the optimized topologies are highly dependent on the plastic anisotropic material properties.

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