[发明专利]一种等几何材料密度场结构拓扑优化方法有效
| 申请号： | 201811348566.8 | 申请日： | 2018-11-13 |
| 公开（公告）号： | CN109670200B | 公开（公告）日： | 2022-04-22 |
| 发明（设计）人： | 高亮;许洁;高杰;李好;肖蜜;李培根 | 申请（专利权）人： | 华中科技大学 |
| 主分类号： | G06F30/23 | 分类号： | G06F30/23 |
| 代理公司： | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人： | 梁鹏;曹葆青 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | 本发明属于结构优化技术领域，并公开了一种等几何材料密度场结构拓扑优化方法。包括：(a)给定设计域作为待优化对象，构建与设计域对应的NURBS曲面；(b)计算NURBS曲面的等几何材料密度分布场，建立设计域的结构优化设计模型，使设计域在体积减小的同时仍满足结构刚度性能达到需求，定义设计模型获得设计域中各控制顶点对应的密度；(c)建立优化准则更新上述密度并使其收敛，由此获得所需的所述设计域中每个点对应的密度，从而实现等几何材料密度场结构拓扑优化。通过本发明，有效地实现结构优化设计，消除拓扑优化设计中常见的棋盘格问题、网格依赖和孤岛现象等数值不稳定问题，使拓扑优化的结构更加光滑，提高优化求解效率。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 几何 材料 密度 结构 拓扑 优化 方法 | ||
【主权项】：
1.一种等几何材料密度场结构拓扑优化方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)给定一个设计域并将该设计域作为结构待优化的对象，设定所述设计域上承受的载荷和边界条件，根据所述设计域选择相应的NURBS基函数和控制顶点，以此构建与所述设计域对应的NURBS曲面；(b)计算所述NURBS曲面的等几何材料密度分布场，利用该密度场分布建立所述设计域的结构优化设计模型，使得所述设计域在体积减小的同时刚度最大，计算所述设计模型以此获得所述设计域中各点对应的密度；(c)建立优化准则更新步骤(b)中计算获得的所述密度，判断更新后的所述密度是否满足预设收敛条件，若不满足，返回步骤(b)，直至满足所述收敛条件，由此获得所需的所述设计域中每个点对应的密度，从而实现等几何材料密度场结构拓扑优化。
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