Functionally graded lattice structures enable lightweight designs with spatially tunable stiffness and density, but their use in multiscale topology optimization is limited by the cost of repeated computational homogenization. This work presents a machine learning-assisted multiscale optimization framework for regular superimposed lattice structures. The unit cell is formed by combining body-centered cubic, face-centered cubic, and simple cubic lattice components, each controlled by an independent geometric parameter. Offline computational homogenization is used to generate effective stiffness data, which are then used to train a Cholesky-constrained neural network surrogate. This representation reconstructs the homogenized stiffness tensor in a physically admissible form. A separate neural network is trained to predict relative density from Monte Carlo-based density estimates. We incorporate our surrogates into a two-stage topology optimization strategy. First, a macroscale topology is obtained using the solid isotropic material with penalization (SIMP) method. The resulting solid region is then used for microscale lattice optimization, where the local lattice parameters are updated using the method of moving asymptotes (MMA). The trained stiffness and density surrogates replace repeated online homogenization during this stage. The method is demonstrated on a three-dimensional Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) beam benchmark, producing spatially varying lattice parameters and relative density fields consistent with compliance minimization under a material constraint.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《多智能体强化学习中的机制设计优化研究》103页
专知会员服务
35+阅读 · 2025年5月31日
专知会员服务
58+阅读 · 2021年10月4日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
用 LDA 和 LSA 两种方法来降维和做 Topic 建模
AI研习社
13+阅读 · 2018年8月24日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
8+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
13+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
8+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
12+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
16+阅读 · 10月15日
现代电磁战:集成式系统簇时代如何实现频谱优势
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员