[发明专利]一种隐式曲面多孔结构的优化方法

权利要求书

1.一种隐式曲面多孔结构的优化方法，包括以下步骤：

(1)输入待优化隐式曲面函数表达式φ(x,y,z)＝c，c为曲率参数；

(2)初始化L个粒子，第i个粒子初始位置坐标为其中，为隐式曲面的曲率参数，为隐式曲面多孔结构的壁厚参数，i∈[1,L]；

(3)根据粒子当前位置，计算获得第k次迭代中第i个粒子的约束适应度K为最大迭代次数；

(4)根据粒子的约束适应度更新粒子群中的局部最优位置和全局最优位置

(5)根据粒子当前位置局部最优位置和全局最优位置线性加权计算粒子更新位置

(6)在步骤(5)之后，保持粒子位置中壁厚参数项不变，根据变异条件对粒子更新位置进行选择变异；

(7)迭代执行步骤(3)～(6)，直到迭代次数达到最大迭代次数K为止，输出最后一次迭代中获得的全局最优位置，该全局最优位置即为最优曲率与壁厚参数；

(8)根据最优曲率参数对应的最优隐式曲面函数和多孔实体壁厚生成相对密度一定、比表面积最大的隐式曲面多孔结构。

2.如权利要求1所述的隐式曲面多孔结构的优化方法，其特征在于，步骤(3)中，根据粒子当前位置利用移动立方体算法生成隐式曲面对应的网格曲面，并偏置成壁厚为的多孔实体结构，再根据该多孔实体结构计算第k次迭代中第i个粒子的约束适应度

3.如权利要求2所述的隐式曲面多孔结构的优化方法，其特征在于，所述根据该多孔实体结构计算第k次迭代中第i个粒子的约束适应度包括：

首先，计算多孔实体结构的相对密度和比表面积

然后，计算相对密度误差值和比表面积数值数量级差值n，

其中，ρ_r为隐式曲面多孔结构的预定相对密度，为相对密度误差值，[·]表示取整；

最后，计算第k次迭代中第i个粒子的约束适应度为：

4.如权利要求1或3所述的隐式曲面多孔结构的优化方法，其特征在于，步骤(4)包括：

如果粒子当前位置的适应度大于局部最优位置的适应度，则将局部最优位置更新为粒子当前位置即

如果粒子当前位置的适应度大于全局最优位置的适应度，则将全局最优位置更新为粒子当前位置即

5.如权利要求1或3所述的隐式曲面多孔结构的优化方法，其特征在于，步骤(5)中，根据以下公式计算得到粒子更新位置

其中，随机因子α∈[0,1]，随机因子β∈[0,1]。

6.如权利要求1或3所述的隐式曲面多孔结构的优化方法，其特征在于，步骤(6)包括：

保持粒子位置中壁厚参数项不变；

设置变异概率g∈[0,1]，随机变异因子δ∈[0,1]；

当δ≥g时，粒子更新位置发生变异，即粒子更新位置变异为

当δg时，粒子更新位置不发生变异。