一种时域动载荷作用下多微结构多尺度并行拓扑优化方法及系统
摘要文本
一种时域动载荷作用下多微结构多尺度并行拓扑优化方法及系统，属于结构优化设计领域，该方法引入双Helmholtz平滑‑分块投影方案，识别不同多孔材料的宏观结构域，通过均匀化方法计算多孔材料的宏观等效力学性能，利用有序SIMP方法优化不同微观结构的宏观布局，在不同多孔材料微结构的边界区域设置为相同拓扑描述的可设计连接域，基于先离散‑后微分的伴随敏度分析方法，实现了时空离散动力系统的一致性敏度计算。由此提出时域动载荷作用下多微结构多尺度并行拓扑优化方法，包括：定义初始设计域和优化算法参数，在微观尺度上，利用微结构有限元方程和均匀化方法，计算不同多孔材料的等效弹性矩阵和质量密度，构建材料模型，识别不同多孔材料的结构域和插值刚度矩阵；通过HHT‑α方法实施宏观尺度的瞬态有限元分析，计算目标函数和约束函数，并基于先离散‑后微分的伴随敏度分析方法，获得宏/微观设计变量的敏度数值；使用MMA方法实现宏观和微观结构的并行迭代更新，得到所需形状的多尺度优化的拓扑结构。用于解决工程应用领域的时域动载荷优化问题。 来源：百度马 克 数据网
申请人信息
- 申请人:哈尔滨理工大学
- 申请人地址:150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号
- 发明人: 哈尔滨理工大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种时域动载荷作用下多微结构多尺度并行拓扑优化方法及系统 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311492300.1 |
| 申请日 | 2023/11/9 |
| 公告号 | CN117373579A |
| 公开日 | 2024/1/9 |
| IPC主分类号 | G16C60/00 |
| 权利人 | 哈尔滨理工大学 |
| 发明人 | 江旭东; 张巍; 武子旺; 滕晓艳; 马佳琪 |
| 地址 | 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号 |
专利主权项内容
1.一种时域动载荷作用下多微结构多尺度并行拓扑优化方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：S1.设置微结构连接域，初始化宏、微观两尺度的设计变量，采用均匀化方法对微观结构进行有限元分析，计算等效弹性矩阵、等效密度，形成初始化模型；S2.引入双Helmholtz平滑-分块投影方案，利用Ordered-SIMP方法进行宏观设计变量和等效弹性矩阵的插值；S3.采用HHT-α方法作为时域动力学模型的时间积分方案，求解双尺度结构的瞬态响应，基于先离散-再微分的伴随变量法，推导瞬态动力学问题目标函数与约束函数的灵敏度；S4.使用移动渐近线法(MMA)方法实现宏观和微观结构的并行迭代更新，得到所需形状的多尺度优化的拓扑结构。