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  5. Structural topology optimization with simultaneous stress and displacement constraints considering multiple load cases
 
  • Details
2025
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Structural topology optimization with simultaneous stress and displacement constraints considering multiple load cases

File(s)
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Hauptpublikation
00158_2025_Article_3954.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 2.84 MB
TUDa URI
tuda/13919
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-305944
DOI
10.26083/tuprints-00030594
Autor:innen
Rutsch, Felix ORCID 0009-0003-9390-1042
Fina, Marc ORCID 0000-0002-6956-6112
Freitag, Steffen ORCID 0000-0001-6760-7016
Kurzbeschreibung (Abstract)

In this paper, a structural topology optimization approach is presented considering stress and displacement constraints using different load cases. This is motivated by structural engineering applications. A short review on different types of constraints is presented, distinguishing respective measures on a global and local basis. It is identified that local stress and displacement constraints represent common engineering problems most closely and allow for a wide variety of applications, especially different displacement limits for different structural regions. In order to solve the proposed multiconstrained formulation, stress-constrained optimization with the Augmented Lagrangian method is extended to include displacement constraints simultaneously. The implementation of multiple load cases is discussed. This leads to a highly modular approach that can easily be adapted to different engineering problems. The corresponding gradient is derived and the optimization is performed using a steepest descent method. The effectiveness of this approach is proven based on the example of an L-shaped structure and a two-span beam.

Freie Schlagworte

Topology optimization...

Augmented Lagrangian ...

Displacement constrai...

Stress constraints

Volume minimization

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Cyber-Physische Simulation (CPS)
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 510 Mathematik
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Structural and Multidisciplinary Optimization
Jahrgang der Zeitschrift
68
Heftnummer der Zeitschrift
2
ISSN
1615-1488
Verlag
Springer
Ort der Erstveröffentlichung
Berlin ; Heidelberg
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2025
Verlags-DOI
10.1007/s00158-024-03954-0
PPN
532055675
Artikel-ID
42

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