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Topology Optimization

Author: Martin Philip Bendsoe
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662050862
Size: 51.77 MB
Format: PDF, Kindle
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The topology optimization method solves the basic enginee- ring problem of distributing a limited amount of material in a design space. The first edition of this book has become the standard text on optimal design which is concerned with the optimization of structural topology, shape and material. This edition, has been substantially revised and updated to reflect progress made in modelling and computational procedures. It also encompasses a comprehensive and unified description of the state-of-the-art of the so-called material distribution method, based on the use of mathematical programming and finite elements. Applications treated include not only structures but also materials and MEMS.

Fertigungsgerechte Bauteilgestaltung In Der Topologieoptimierung Auf Grundlage Einer Integrierten Gie Simulation

Author: Thilo Franke
Publisher: Logos Verlag Berlin GmbH
ISBN: 3832547088
Size: 34.91 MB
Format: PDF, Kindle
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In der Konzeptphase stellt die Topologieoptimierung ein verbreitetes, automatisiertes Entwicklungswerkzeug dar, um in wenigen Schritten aus den Bauteilanforderungen einen ersten Entwurf mit vielen geometrischen Freiheitsgraden zu generieren und Gewicht zu reduzieren. Insbesondere die Automobilindustrie unternimmt aufgrund gesetzlicher Vorgaben und Umweltzielen große Leichtbauanstrengungen. Neben automatisierten Entwicklungswerkzeugen ist ein weiteres Mittel die Verwendung von Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Topologieoptimierung mit integrierter Gießsimulation zur optimalen Auslegung von gegossenen Aluminiumkomponenten. Mit Hilfe der neu entwickelten Optimierungsmethodik ist die Einhaltung vieler relevanter Anforderungen an Gussbauteile bezüglich des mechanischen sowie des Herstellverhaltens möglich und Gewicht und Entwicklungszeit können eingespart werden. Durch die direkte Umsetzbarkeit der Optimierungsergebnisse wird ein durchgängiger Entwicklungsprozess möglich.

Topology Optimization Theory For Laminar Flow

Author: Yongbo Deng
Publisher: Springer
ISBN: 9811046875
Size: 70.24 MB
Format: PDF, ePub
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This book presents the topology optimization theory for laminar flows with low and moderate Reynolds numbers, based on the density method and level-set method, respectively. The density-method-based theory offers efficient convergence, while the level-set-method-based theory can provide anaccurate mathematical expression of the structural boundary. Unsteady, body-force-driven and two-phase properties are basic characteristics of the laminar flows. The book discusses these properties, which are typical of microfluidics and one of the research hotspots in the area of Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS), providing an efficient inverse design approach for microfluidic structures. To demonstrate the applications of this topology optimization theory in the context of microfluidics, it also investigates inverse design for the micromixer, microvalve and micropump, which are key elements in lab-on-chip devices.

Iii European Conference On Computational Mechanics

Author: C. A. Mota Soares
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1402053703
Size: 64.13 MB
Format: PDF, Mobi
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III European Conference on Computational Mechanics: Solids, Structures and Coupled Problem in Engineering Computational Mechanics in Solid, Structures and Coupled Problems in Engineering is today a mature science with applications to major industrial projects. This book contains the edited version of the Abstracts of Plenary and Keynote Lectures and Papers, and a companion CD-ROM with the full-length papers, presented at the III European Conference on Computational Mechanics: Solids, Structures and Coupled Problems in Engineering (ECCM-2006), held in the National Laboratory of Civil Engineering, Lisbon, Portugal 5th - 8th June 2006. The book reflects the state-of-art of Computation Mechanics in Solids, Structures and Coupled Problems in Engineering and it includes contributions by the world most active researchers in this field.

Topology Optimization Of Compliant Mechanisms

Author: Xianmin Zhang
Publisher: Springer
ISBN: 9811304327
Size: 46.80 MB
Format: PDF, ePub, Docs
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This book covers various topics regarding the design of compliant mechanisms using topology optimization that have attracted a great deal of attention in recent decades. After comprehensively describing state-of-the-art methods for designing compliant mechanisms, it provides a new topology optimization method for finding new flexure hinges. It then presents several attempts to obtain distributed compliant mechanisms using the topology optimization method. Further, it discusses a Jacobian-based topology optimization method for compliant parallel mechanisms, and introduces readers to the topology optimization of compliant mechanisms, taking into account geometrical nonlinearity and reliability. Providing a systematic method for topology optimization of flexure hinges, which are essential for designing compliant mechanisms, the book offers a valuable resource for all readers who are interested in designing compliant mechanism-based positioning stages. In addition, the methods for solving the de facto hinges in topology optimized compliant mechanisms will benefit all engineers seeking to design micro-electro-mechanical system (MEMS) structures.

5000 Jahre Geometrie

Author: Christoph J. Scriba
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3662045001
Size: 55.85 MB
Format: PDF, ePub, Docs
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Lange bevor die Schrift entwickelt wurde, hat der Mensch geometrische Strukturen wahrgenommen und systematisch verwendet: ob beim Weben oder Flechten einfacher zweidimensionaler Muster oder beim Bauen mit dreidimensionalen Körpern. Das Buch liefert einen faszinierenden Überblick über die geometrischen Vorstellungen und Erkenntnisse der Menschheit von der Urgesellschaft bis hin zu den mathematischen und künstlerischen Ideen des 20. Jahrhunderts.

Numerische Verfahren Der Nichtlinearen Optimierung

Author: Peter Spellucci
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3034872143
Size: 35.76 MB
Format: PDF, ePub, Mobi
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Dieses Lehrbuch bietet eine umfassende Darstellung derjenigen Verfahren zur Lösung nichtlinearer Optimierungsprobleme, die nach dem gegen- wärtigen Wissensstand als zuverlässig und effizient gelten. Es führt den Leser von den theoretischen Grundlagen bis auf den Stand der gegen- wärtigen Forschung. Dabei werden nur mathematische Vorkenntnisse vorausgesetzt, wie sie das Grundstudium sowohl für Mathematiker als auch für mathematisch orientierte Anwender üblicherweise bereitstellt. Neben einer sorgfältigen Erarbeitung der Konvergenzeigenschaften der Verfahren werden auch wichtige Details der Implementierung diskutiert. Das Buch enthält zahlreiche durchgerechnete Beispiele und Illustrationen, die dem Leser eine bessere Vorstellung über die Vorgehensweise und Leistungsfähigkeit der Verfahren vermitteln können. Zahlreiche Übungs- aufgaben verschiedenen Schwierigkeitsgrades ermöglichen dem Leser die Kontrolle seines Verständnisses. Das vorgelegte Werk geht sowohl in der Breite des behandelten Stoffes als auch in der Tiefe der mathematischen Analyse über die bestehenden Lehrbücher hinaus. Für die meisten Verfahren werden detailliert ausgearbeitete Konvergenzbeweise angegeben. Eine Fülle von Resultaten aus den letzten 10 Jahren erscheint hier zum ersten Mal in Buchform. Neben in Handrechnung nachvollziehbare einfache Beispiele treten ausgearbeitete Anwendungsbeispiele aus der Praxis.

Gew Hnliche Differentialgleichungen

Author: Vladimir I. Arnold
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642564801
Size: 32.35 MB
Format: PDF, ePub, Docs
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nen (die fast unverändert in moderne Lehrbücher der Analysis übernommen wurde) ermöglichten ihm nach seinen eigenen Worten, "in einer halben Vier telstunde" die Flächen beliebiger Figuren zu vergleichen. Newton zeigte, daß die Koeffizienten seiner Reihen proportional zu den sukzessiven Ableitungen der Funktion sind, doch ging er darauf nicht weiter ein, da er zu Recht meinte, daß die Rechnungen in der Analysis bequemer auszuführen sind, wenn man nicht mit höheren Ableitungen arbeitet, sondern die ersten Glieder der Reihenentwicklung ausrechnet. Für Newton diente der Zusammenhang zwischen den Koeffizienten der Reihe und den Ableitungen eher dazu, die Ableitungen zu berechnen als die Reihe aufzustellen. Eine von Newtons wichtigsten Leistungen war seine Theorie des Sonnensy stems, die in den "Mathematischen Prinzipien der Naturlehre" ("Principia") ohne Verwendung der mathematischen Analysis dargestellt ist. Allgemein wird angenommen, daß Newton das allgemeine Gravitationsgesetz mit Hilfe seiner Analysis entdeckt habe. Tatsächlich hat Newton (1680) lediglich be wiesen, daß die Bahnkurven in einem Anziehungsfeld Ellipsen sind, wenn die Anziehungskraft invers proportional zum Abstandsquadrat ist: Auf das Ge setz selbst wurde Newton von Hooke (1635-1703) hingewiesen (vgl. § 8) und es scheint, daß es noch von weiteren Forschern vermutet wurde.

Homogenization And Structural Topology Optimization

Author: Behrooz Hassani
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1447108914
Size: 68.65 MB
Format: PDF, Mobi
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Structural topology optimization is a fast growing field that is finding numerous applications in automotive, aerospace and mechanical design processes. Homogenization is a mathematical theory with applications in several engineering problems that are governed by partial differential equations with rapidly oscillating coefficients Homogenization and Structural Topology Optimization brings the two concepts together and successfully bridges the previously overlooked gap between the mathematical theory and the practical implementation of the homogenization method. The book is presented in a unique self-teaching style that includes numerous illustrative examples, figures and detailed explanations of concepts. The text is divided into three parts which maintains the book's reader-friendly appeal.

Nichtlineare Finite Elemente Analyse Von Festk Rpern Und Strukturen

Author: René de Borst
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 3527678026
Size: 53.36 MB
Format: PDF, Docs
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Echte Ingenieursprobleme sind intrinsisch nichtlinear. Kennnisse der nichtlinearen Finiten-Elemente-Analyse sind für Maschinenbauer, Bauingenieure und Werkstofftechniker daher unabdingbar. Mit ihrer Hilfe lassen sich mechanische Festigkeitsberechnungen durchführen, zeit- und kostenintensive Tests bei der Produktentwicklung werden so reduziert. Didaktisch schlüssig vom Modell und dessen theoretischer Durchdringung bis zum Algorithmus und dessen praktischer Implementierung bietet dieses Buch eine Einführung in die nichtlineare Finite-Elemente-Analyse ? leicht zugänglich, kompakt und auf die technische Ausrichtung fokussiert: - mathematische und kontinuumsmechanische Grundlagen, Lösungstechniken für nichtlineare Probleme in der statischen und dynamischen Analyse - erste Einblicke in geometrische Nichtlinearitäten - Schädigung, Plastizität und zeitabhängige Nichtlinearitäten - Plastizität von Balken, Bögen und Schalen - elastische und elastoplastische Finite-Elemente-Analyse großer Dehnungen - Einführung in moderne Diskretisierungskonzepte Hilfreich fürs Bestehen von Prüfungen sind die Beispiele im frei erhältlichen Finite-Elemente-Code auf Python?-Basis. Das dazugehörige Hintergrundwissen macht den User mit den Möglichkeiten und Grenzen moderner Finite-Elemente-Software vertraut. Der ideale Einstieg in die nichtlineare Finite-Elemente-Analyse für Studenten und Praktiker ? mit so viel Mathematik wie nötig und so vielen realen Ingenieursproblemen wie möglich. Mit Beispielen im Finite-Elemente-Code auf Python?-Basis unter: www.wiley-vch.de