任意负泊松比超材料结构设计的功能基元拓扑优化法

摘要

基于拓扑优化方法,提出了设计具有任意负泊松比超材料及结构的功能基元拓扑优化法.针对功能基元的不同初始拓扑基结构,包括矩形和三角形初始拓扑基结构,以指定的负泊松比值作为约束条件,以功能基元柔顺度最大化为目标函数,建立了任意负泊松比超材料拓扑优化模型并求解.提取拓扑优化得到的功能基元最优构型,经周期性分布从而形成负泊松比结构.建立优化得到的超材料结构有限元模型,验算了功能基元的泊松比,计算分析了该超材料试件的静、动力学特性.结果表明,该负泊松比效应超材料试件具有较好的承载能力,且在中低频段有较好的减振效果.