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학술저널
저자정보
Hu-zhi Zhang (Hunan University of Science and Technology) Peng Luo (Hunan University of Science and Technology) Jian Yuan (Central South University of Forestry and Technology) Yao-sen Huang (Hunan University of Science and Technology) Jia-dong Liu (Central South University of Forestry and Technology)
저널정보
국제구조공학회 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Vol.84 No.4
발행연도
2022.11
수록면
547 - 560 (14page)

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By presetting various reinforcement diameters in topology optimization with the discrete model finite element analysis, an algorithm of bidirectional evolutionary structural optimization of multi-level reinforcement diameter is presented to obtain the optimal reinforcement topologies which describe the degree of stress of different parts. The results of a comparative study on different reinforcement feasible domain demonstrate that the more angle types of reinforcement are arranged in the initial domain, the higher utilization rate of reinforcement of the optimal topology becomes. According to the nonlinear finite element analysis of some deep beam examples, the ones designed with the optimization results have a certain advantage in ultimate bearing capacity, although their failure modes are greatly affected by the reinforcement feasible domain. Furthermore, the bearing capacity can be improved when constructional reinforcements are added in the subsequent design. However the adding would change the relative magnitude of the bearing capacity between the normal and inclined section, or the relative magnitude between the flexural and shear capacity within the inclined section, which affects the failure modes of components. Meanwhile, the adding would reduce the deformation capacity of the components as well. It is suggested that the inclined reinforcement and the constructional reinforcement should be added properly to ensure a desired ductile failure mode for components.
#flexural and shear resistance of inclined section #multi-level reinforcement diameter BESO #normal section bearing capacity #reinforcement feasible domain #structural optimization design #topological optimization

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