Topology Optimization

Author: Martin Philip Bendsoe
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662050862
Format: PDF, ePub
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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.

Mathematik f r Ingenieure

Author: Joachim Erven
Publisher: Walter de Gruyter
ISBN: 3486707965
Format: PDF
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Mathematik - muss das sein? Ja, und mit den Beispielen in diesem Buch macht's sogar Spaß. Denn hier wird Mathematik anhand alltäglicher Probleme erklärt. So lassen sich mathematische Grundlagen darstellen und Methoden und Werkzeuge entwickeln. Die ganze fürs Studium notwendige Mathematik wird anwendbar präsentiert. Zahlreiche Bilder und ausführlich durchgerechnete Beispiele veranschaulichen den Stoff; viele Übungsaufgaben mit Lösungen machen fit für die Prüfung.

Finite Elemente Methoden

Author: Klaus-Jürgen Bathe
Publisher: DrMaster Publications
ISBN: 9783540668060
Format: PDF, Kindle
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Dieses Lehr- und Handbuch behandelt sowohl die elementaren Konzepte als auch die fortgeschrittenen und zukunftsweisenden linearen und nichtlinearen FE-Methoden in Statik, Dynamik, Festkörper- und Fluidmechanik. Es wird sowohl der physikalische als auch der mathematische Hintergrund der Prozeduren ausführlich und verständlich beschrieben. Das Werk enthält eine Vielzahl von ausgearbeiteten Beispielen, Rechnerübungen und Programmlisten. Als Übersetzung eines erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs hat es sich in zwei Auflagen auch bei den deutschsprachigen Ingenieuren etabliert. Die umfangreichen Änderungen gegenüber der Vorauflage innerhalb aller Kapitel - vor allem aber der fortgeschrittenen - spiegeln die rasche Entwicklung innerhalb des letzten Jahrzehnts auf diesem Gebiet wieder. TOC:Eine Einführung in den Gebrauch von Finite-Elemente-Verfahren.-Vektoren, Matrizen und Tensoren.-Einige Grundbegriffe ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen.-Formulierung der Methode der finiten Elemente.-Formulierung und Berechnung von isoparametrischen Finite-Elemente-Matrizen.-Nichtlineare Finite-Elemente-Berechnungen in der Festkörper- und Strukturmechanik.-Finite-Elemente-Berechnungen von Wärmeübertragungs- und Feldproblemen.-Lösung von Gleichgewichtsbeziehungen in statischen Berechnungen.-Lösung von Bewegungsgleichungen in kinetischen Berechnungen.-Vorbemerkungen zur Lösung von Eigenproblemen.-Lösungsverfahren für Eigenprobleme.-Implementierung der Finite-Elemente-Methode.

Einf hrung in die Geometrie und Topologie

Author: Werner Ballmann
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3034809018
Format: PDF, ePub
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Das Buch bietet eine Einführung in die Topologie, Differentialtopologie und Differentialgeometrie. Es basiert auf Manuskripten, die in verschiedenen Vorlesungszyklen erprobt wurden. Im ersten Kapitel werden grundlegende Begriffe und Resultate aus der mengentheoretischen Topologie bereitgestellt. Eine Ausnahme hiervon bildet der Jordansche Kurvensatz, der für Polygonzüge bewiesen wird und eine erste Idee davon vermitteln soll, welcher Art tiefere topologische Probleme sind. Im zweiten Kapitel werden Mannigfaltigkeiten und Liesche Gruppen eingeführt und an einer Reihe von Beispielen veranschaulicht. Diskutiert werden auch Tangential- und Vektorraumbündel, Differentiale, Vektorfelder und Liesche Klammern von Vektorfeldern. Weiter vertieft wird diese Diskussion im dritten Kapitel, in dem die de Rhamsche Kohomologie und das orientierte Integral eingeführt und der Brouwersche Fixpunktsatz, der Jordan-Brouwersche Zerlegungssatz und die Integralformel von Stokes bewiesen werden. Das abschließende vierte Kapitel ist den Grundlagen der Differentialgeometrie gewidmet. Entlang der Entwicklungslinien, die die Geometrie der Kurven und Untermannigfaltigkeiten in Euklidischen Räumen durchlaufen hat, werden Zusammenhänge und Krümmung, die zentralen Konzepte der Differentialgeometrie, diskutiert. Den Höhepunkt bilden die Gaussgleichungen, die Version des theorema egregium von Gauss für Untermannigfaltigkeiten beliebiger Dimension und Kodimension. Das Buch richtet sich in erster Linie an Mathematik- und Physikstudenten im zweiten und dritten Studienjahr und ist als Vorlage für ein- oder zweisemestrige Vorlesungen geeignet.

Topology Optimization Theory for Laminar Flow

Author: Yongbo Deng
Publisher: Springer
ISBN: 9811046875
Format: PDF, Docs
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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.

Homogenization and Structural Topology Optimization

Author: Behrooz Hassani
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1447108914
Format: PDF, ePub, 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.

III European Conference on Computational Mechanics

Author: C. A. Mota Soares
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1402053703
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.

Gew hnliche Differentialgleichungen

Author: Vladimir I. Arnold
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642564801
Format: PDF, 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.

Topology Optimization of Compliant Mechanisms

Author: Xianmin Zhang
Publisher: Springer
ISBN: 9811304327
Format: PDF, 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.