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Accès ouvert déclaré 2025 article

A Novel Evolutionary Structural Topology Optimization Method Based on Load Path Theory and Element Bearing Capacity

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Structural topology optimization is a crucial approach for achieving lightweight design. An effective topology optimization algorithm must strike a balance between the objective functions, constraints, and design variables, which essentially reflects the symmetry and tradeoff between the objective and constraints. In this study, a topology optimization method grounded in load path theory is proposed. Element bearing capacity is quantified using the element birth and death method, with an explicit formulation derived via finite element theory. The effectiveness in evaluating structural performance is assessed through comparisons with stress distributions and topology optimization density maps. In addition, a novel evaluation index for element bearing capacity is proposed as the objective function in the topology optimization model, which is validated through thin plate optimization. Subsequently, sensitivity redistribution mitigates checkerboard patterns, while mesh filtering suppresses multi-branch structures and prevents local optima. The method is applied for the lightweight design of a triangular arm, with results benchmarked against the variable density method, demonstrating the feasibility and effectiveness of the proposed method. The element bearing capacity seeks to homogenize the load distribution of each element; the technique in this study can be extended to the optimization of symmetric structures.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A Novel Evolutionary Structural Topology Optimization Method Based on Load Path Theory and Element Bearing Capacity
Date Crossref
02/09/2025
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Yanshan University Department of Mechanical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • China Telecom (China) pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • Ltd. Hainan Branch China Telecom Co. pays non établi dans la notice
    Entreprise

Department of Mechanical Engineering — Yanshan University, China Telecom (China) et China Telecom Co. — Ltd. Hainan Branch.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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